Քեմոսինթեզ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Երկաթաբակտերիաները Շոտլանդիայում
Նիտրիֆիկացնող բակտերիաների ցիկլը

Պլաստիկ փոխանակություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Այս փոխանակությունն (այլ կերպ այն կոչվում է նաև ասիմիլյացիա) արտացոլում է բջջում տեղի ունեցող օրգանական նյութերի կենսասինթեզի գործընթացները։ Բջիջների շրջակա միջավայրից վերցնելով իրենց կենսագործունեության համար անհրաժեշտ հարաբերականորեն պարզ մոլեկուլներ՝ և դրանցից սինթեզում են տվյալ բջջին բնորոշ յուրատահուկ ավելի բարդ միացություններ։ Այսպես, տարբեր ամինաթթուներից սինթեզվում են բազմաթիվ սպիտակուցներ, մոնոսախարիդներից կազմում են պոլիսախարիդներ, ազոտային հիմքերն անցնում են նուկլեոտիդների մեջ, դրանցից սինթեզվում են նուկլեինաթթուներ և այլն։ Բջջում ընթացող նյութերի սինթեզը կոչվում է կենսասինթեզ։ Սինթեզված միացություններն օգտագործվում են բջիջների, դրանց տարբեր օրգանոիդների կառուցման, բջիջների կենսագործունեության, ինչպես նաև օգտագործված կամ քայքայված մոլեկուլները փոխարինելու համար։

Պլաստիկ փոխանակության ռեակցիաների մեջ ամենակարևոր նշանակությունն ունեցող սպիտակուցների կենսասինթեզն է։ Յուրաքանչյուր տեսակի բջիջ ունի յուրահատուկ սպիտակուցներ, որոնք բնորոշ են միայն տվյալ տեսակին։ Նման սպիտակուցները սինթեզելու հատկությունը ժառանգաբար բջջից բջիջ է անցնում, և պահպանվում է ամբողջ կյանքի ընթացքում։ Բոլոր բջիջները կյանքի ընթացքում սպիտակուց են սինթեզում, քանի որ բնականոն կենսագործունեության ընթացքում սպիտակուցները աստիճանաբար բնափոխվում են, դրանց կառուցվածքն և ֆունկցիան խախտվում են։

Պլաստիկ փոխանակության եղանակներից են քեմոսինթեզը և ֆոտոսինթեզը։

Քեմոսինթեզ, անօրգանական նյութերից օրգանական նյութեր սինթեզելու ընդունակությունը, որով օժտված են բակտերիաների որոշ տեսակներ։ Այն եղանակը, որի շնորհիվ դրանք էներգիա են կուտակում սինթեզի ռեակցիաների համար, սկզբունքորեն այլ է բուսական բջիջների համեմատությամբ։ Փոխանակության այս տիպը հայտնաբերել է ռուս գիտնական, մանրէաբան Ա.Ն. Վինոգրադսկին։ Այդ բակտերիաներն օժտված են հատուկ ֆերմենտային ապարատով, որը նրանց հնարավորություն է տալիս օրգանական միացություններ։ Այս գործընթացը կոչվում է քեմոսինթեզ։ Էներգիա կարող է անջատվել ջրածնի, ծծմբաջրածնի, ծծմբի, երկաթի (II), ամոնիակի, նիտրիտի և այլ անօրգանական միացությունների օքսիդացումից։

Կարևոր քեմոսինթեզողներից են նիտրիֆիկացնող բակտերիաները։ Դրանից մի տեսակի համար էներգիայի աղբյուրն ամոնիակի օքսիդացումն է ազոտային թթվի, իսկ նիտրիֆիկացնող բակտերիաների մյուս խումբն օգտագործում է ազոտային թթուն ազոտականի օքսիդացնելու ժամանակ անջատվող էներգիան։

NH3→NO2-+էներգիա

NO2-→NO3-+էներգիա

Ամոնիակը (ամոնիում իոնը), որը կարող է առաջանալ ինչպես ազոտֆիքսացիայի, այնպես էլ օրգանական նյութերի հանքայնացման արդյունքում, թթվածնի առկայության պայմաններում, հողում արագ ենթարկվում է օքսիդացման։ Կատիոնի փոխարկումն անիոնի բերում է հողի թթվայնության մեծացմանը, դրանով իսկ մեծացնելով հանքային աղերի լուծելիությունը։

Ավտոտրոֆ քեմոսինթեզողներ են նաև երկաթաբակտերիաները և ծծմբակատերիաները։ Դրանցից առաջիններն օգտագործում են երկվալենտ երկաթն, եռավալենտ երկաթի փոխարկվելուց անջատվող էներգիան, երկրորդներն՝ օրինակ, անգույն ծծմբակտերիաները, ծծումբը օքսիդացնում են մինչև ծծմբական թթու.

Fe2+→Fe3++էներգիա

S→SO4-+էներգիա

Երկաթ և ծծումբ օքսիդացնող որոշ բակտերիաներ օգտագործվում են աղքատ հանքաքարերից տարբեր մետաղների՝ պղնձի, ցինկի, նիկելի, մոլիբդենի, ուրանի և այլ մետաղների կորզման համար։ Ներկայումս այդ մեթոդը լայն կիրառություն ունի հանքարդյունաբերության բնագավառում։

Բոլոր քննարկված բակտերիաներն աէրոբ օրգանիզմներ են։ Քեմոսինթեզողների դերը շատ մեծ է։ Դրանք կարևոր նշանակություն ունեն նյութերի և տարրերի շրջապտույտում։

Տես նաև[խմբագրել | խմբագրել կոդը]