Aeroobsed bakterid vs anaeroobsed bakterid: erinevus ja võrdlus

Aeroobsed bakterid vajavad oma metaboolsete protsesside jaoks hapnikku, edenedes piisava hapnikusisaldusega keskkondades. Nad kasutavad aeroobset hingamist, andes rohkem energiat glükoosi molekuli kohta. Seevastu anaeroobsed bakterid võivad ellu jääda hapnikuvaeses keskkonnas, kasutades alternatiivseid teid, nagu fermentatsioon või anaeroobne hingamine.

Võtme tagasivõtmine

1. Aeroobsed bakterid vajavad kasvamiseks ja ellujäämiseks hapnikku, samas kui anaeroobsed bakterid võivad kasvada ja ellu jääda ilma hapnikuta.
2. Aeroobseid baktereid leidub tavaliselt keskkonnas, pinnases, vees ja elusorganismides, anaeroobseid baktereid aga reovees, soodes ja inimese seedetraktis.
3. Aeroobsed bakterid mängivad olulist rolli erinevates protsessides, nagu reoveepuhastus ja toidu tootmine, samas kui anaeroobsed bakterid mängivad olulist rolli sellistes protsessides nagu käärimine ja lagunemine.

Aeroobsed bakterid vs anaeroobsed bakterid

Aeroobsed bakterid vajavad oma ainevahetusprotsessideks ja energia tootmiseks hapnikku. Nad kasutavad hapnikku toitainete lagundamiseks ja energia vabastamiseks ATP-na (adenosiintrifosfaat). Anaeroobsed bakterid ei vaja ellujäämiseks hapnikku ja nende olemasolu võib neid isegi kahjustada.

Neid kahte tüüpi baktereid kasutatakse inimese ja looma rakkudes erinevalt ning nende põhilise erinevuse tõttu toimivad nad inimkehas erinevalt.

Võrdlustabel

tunnusjoon	Aeroobsed bakterid	Anaeroobsed bakterid
Hapniku vajadus	Kasvuks ja ellujäämiseks on vaja hapnikku	Ei vaja kasvuks ja ellujäämiseks hapnikku
Energia tootmine	Kasutab rakuhingamist, toodab ATP-d ja süsinikdioksiidi	Kasutab kääritamist või alternatiivseid teid, mis toodab erinevaid lõpptooteid nagu laktaat, etanool või metaan
Habitat	Kergesti kättesaadava hapnikuga keskkonnad (nt mullapind, veepind)	Piiratud hapnikuga või ilma hapnikuta keskkonnad (nt sügavad mullakihid, loomakehade sees)
Näited	* Escherichia coli * Bacillus subtilis * Mycobacterium tuberculosis	* Clostridium * Saccharomyces cerevisiae (pärm) * Metanogeenid

Mis on aeroobsed bakterid?

Aeroobsed bakterid on mikroorganismid, mis arenevad ja viivad läbi oma ainevahetusprotsesse hapniku juuresolekul. Erinevalt anaeroobsetest bakteritest, mis ei suuda hapnikurikkas keskkonnas ellu jääda, on aeroobsed bakterid välja töötanud mehhanismid hapniku kasutamiseks oma energia tootmiseks.

ainevahetus

1. Aeroobne hingamine: Aeroobsed bakterid kasutavad energia tootmiseks protsessi, mida nimetatakse aeroobseks hingamiseks. See hõlmab orgaaniliste ühendite (nagu glükoos) täielikku lagunemist hapniku juuresolekul, mille tulemusena tekib süsinikdioksiid, vesi ja märkimisväärne kogus energiat adenosiintrifosfaadi (ATP) kujul.
2. Hapniku kasutamine: Aeroobsed bakterid kasutavad oma elektronide transpordiahelas viimase elektroniaktseptorina hapnikku, hõlbustades rakuhingamise ajal toitainetest energia tõhusat eraldamist.

Struktuurifunktsioonid

1. Raku morfoloogia: Aeroobsetel bakteritel on erinev rakuline morfoloogia, sealhulgas kookid (sfäärilised), batsillid (pulgakujulised) ja spirillad (spiraalikujulised). Seda mitmekesisust mõjutavad sellised tegurid nagu liigid ja keskkonnatingimused.
2. Rakuseina koostis: Aeroobsete bakterite rakuseinad sisaldavad peptidoglükaani, keerukat struktuuri, mis pakub struktuurset tuge. Erinevate bakteriliikide koostis võib siiski erineda.

Ökoloogiline tähtsus

1. Üldlevinud: Aeroobsed bakterid on laialt levinud erinevates keskkondades, sealhulgas pinnases, vees ja inimkehas. Nende kohanemisvõime hapnikurikaste tingimustega võimaldab neil asustada mitmesuguseid ökoloogilisi nišše.
2. Toitainete tsükkel: Paljud aeroobsed bakterid mängivad toitainete ringluses otsustavat rolli. Näiteks osalevad teatud liigid orgaanilise aine lagunemises, suunates toitaineid tagasi ökosüsteemi.

Rakendused ja tähtsus

1. Bioparandus: Mõningaid aeroobseid baktereid kasutatakse bioremediatsiooniprotsessides, et lagundada keskkonnas leiduvaid saasteaineid, aidates kaasa keskkonna puhastamisele.
2. Tööstuslikud protsessid: Aeroobseid baktereid kasutatakse erinevates tööstuslikes protsessides, nagu antibiootikumide, ensüümide ja fermenteeritud toiduainete tootmine.

Väljakutsed ja kaalutlused

1. Hapnikutundlikkus: Vaatamata aeroobsete tingimustega kohanemisele võivad mõned bakterid siiski olla tundlikud kõrge hapnikusisalduse suhtes, mistõttu on vaja kasvatamiseks kontrollitud keskkonda.
2. Võistlus anaeroobidega: Aeroobsed bakterid võivad konkureerida anaeroobsete bakteritega keskkondades, kus hapniku kättesaadavus on piiratud, mis viib niššide diferentseerumise ja kooseksisteerimise strateegiateni.

Mis on anaeroobsed bakterid?

Anaeroobsed bakterid on mikroorganismid, mis arenevad hapnikuvaeses või minimaalse hapnikusisaldusega keskkondades. Erinevalt aeroobsetest bakteritest, mis vajavad kasvuks hapnikku, võivad anaeroobsed bakterid hapniku puudumisel ellu jääda ja paljuneda. Need organismid mängivad olulist rolli erinevates ökoloogilistes, tööstuslikes ja kliinilistes tingimustes.

Anaeroobsete bakterite tüübid

Anaeroobsed bakterid võib nende hapnikutundlikkuse järgi liigitada erinevatesse rühmadesse:

1. Kohustuslikud anaeroobid:
   • Need bakterid arenevad rangelt anaeroobsetes tingimustes ega suuda hapniku juuresolekul ellu jääda. Näited hõlmavad Clostridium'i liike.
2. Fakultatiivsed anaeroobid:
   • Fakultatiivsed anaeroobid võivad kohaneda nii aeroobse kui ka anaeroobse keskkonnaga. Nad võivad lülituda metaboolsete radade vahel sõltuvalt hapniku kättesaadavusest. Escherichia coli on näide fakultatiivsest anaeroobist.
3. Aerotolerantsed anaeroobid:
   • Kuigi nad taluvad hapniku olemasolu, ei kasuta aerotolerantsed anaeroobid seda kasvuks. Neil on kaitsemehhanismid hapniku toksilisuse vastu. Lactobacillus'e liigid on näited aerotolerantsetest anaeroobidest.

Ainevahetus ja energia tootmine

Anaeroobsed bakterid kasutavad hapniku puudumisel energia tootmiseks erinevaid metaboolseid teid:

1. Käärimine:
   • Paljud anaeroobid sõltuvad käärimisest, metaboolsest protsessist, mis ei vaja hapnikku. Käärimise ajal toimivad orgaanilised ühendid nii elektronide doonorite kui ka aktseptoritena.
2. Anaeroobne hingamine:
   • Mõned anaeroobsed bakterid teostavad anaeroobset hingamist, kasutades alternatiivseid elektroniaktseptoreid, nagu nitraat või sulfaat. See protsess annab aeroobse hingamisega võrreldes vähem energiat.

Ökoloogiline ja tööstuslik tähtsus

1. Keskkonnasõbralik jalgrattasõit:
   • Anaeroobsed bakterid mängivad olulist rolli selliste elementide nagu süsinik, lämmastik ja väävel ringluses erinevates ökosüsteemides.
2. Bioparandus:
   • Teatud anaeroobid aitavad kaasa bioremediatsioonile, lagundades saaste- ja saasteaineid madala hapnikusisaldusega keskkondades.
3. Toiduainete tootmine:
   • Anaeroobsed bakterid osalevad toiduainete, nagu jogurt, hapukapsas ja hapukurk, kääritamisel, aidates kaasa maitsele ja säilivusele.

Kliiniline tähtsus

1. Nakkused:
   • Anaeroobsed bakterid võivad põhjustada infektsioone erinevates kehaosades, näiteks seedetraktis, suuõõnes ja sügavates kudede haavades.
2. Antibiootikumide tundlikkus:
   • Tänu oma ainulaadsele füsioloogiale võivad anaeroobsed bakterid omada teistsuguseid antibiootikumide tundlikkuse mustreid kui aeroobsed organismid, mistõttu on vaja spetsiifilisi ravimeetodeid.

Peamine erinevus aeroobsete ja anaeroobsete bakterite vahel

• Hapniku vajadus:
  • Aeroobsed bakterid: Nende ainevahetusprotsesside jaoks on vaja hapnikku.
  • Anaeroobsed bakterid: Edutage keskkonnas, kus on vähe hapnikku või üldse mitte ja hapniku olemasolu võib teid kahjustada.
• Ainevahetusteed:
  • Aeroobsed bakterid: Energia genereerimiseks kasutage aeroobset hingamisteid.
  • Anaeroobsed bakterid: Kasutage hapniku puudumisel anaeroobset hingamist või fermentatsiooniteid.
• Energia tootmine:
  • Aeroobsed bakterid: Aeroobse hingamise tõhususe tõttu toodavad anaeroobsete bakteritega võrreldes rohkem energiat substraadiühiku kohta.
  • Anaeroobsed bakterid: Tavaliselt toodavad anaeroobse hingamise või kääritamise ajal vähem energiat substraadiühiku kohta.
• Kõrvalsaadused:
  • Aeroobsed bakterid: Tootma aeroobse hingamise käigus kõrvalsaadustena süsinikdioksiidi ja vett.
  • Anaeroobsed bakterid: Sõltuvalt konkreetsest anaeroobse metabolismi tüübist toodab erinevaid kõrvalsaadusi, nagu piimhape, etanool või muud gaasid.
• Näited:
  • Aeroobsed bakterid: Näited hõlmavad kõige levinumaid pinnases, vees ja inimkehas leiduvaid baktereid, nagu Pseudomonas ja Mycobacterium.
  • Anaeroobsed bakterid: Näited hõlmavad Clostridium ja Bacteroides, mida leidub tavaliselt madala hapnikusisaldusega keskkondades.
• Kasvukeskkonnad:
  • Aeroobsed bakterid: Kipuvad hästi hapnikurikkas keskkonnas arenema.
  • Anaeroobsed bakterid: Eelistage hapnikuvaene või anaeroobseid tingimusi, nagu järvede põhi, sügavad mullakihid või inimese seedetrakt.
• Tundlikkus hapniku suhtes:
  • Aeroobsed bakterid: Tundlik hapniku suhtes ja võib hapnikurikkas keskkonnas surra või kogeda kasvu pärssimist.
  • Anaeroobsed bakterid: Areneda hapniku puudumisel ja hapniku juuresolekul võib tekkida probleeme.
• Kohandused:
  • Aeroobsed bakterid: Omavad ensüüme ja radu, mis on spetsiaalselt kohandatud hapniku kasutamiseks nende ainevahetusprotsessides.
  • Anaeroobsed bakterid: Omavad kohandusi, et funktsioneerida tõhusalt hapniku puudumisel, sealhulgas ainulaadsed metaboolsed rajad.
• Keskkonnamõju:
  • Aeroobsed bakterid: Mängivad olulist rolli aeroobses lagunemises ja toitainete ringluses erinevates ökosüsteemides.
  • Anaeroobsed bakterid: Aitavad kaasa anaeroobsele lagunemisele, eriti hapnikuga piiratud keskkondades, ja on olulised sellistes protsessides nagu kääritamine.

viited

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032959299001454
2. https://www.acpjournals.org/doi/abs/10.7326/0003-4819-85-4-461

Viimati värskendatud: 02. märts 2024