Kluczową różnicą między mikroorganizmami tlenowymi a beztlenowymi jest zapotrzebowanie na tlen dla przetrwających mikroorganizmów tlenowych, podczas gdy nie jest to dla mikroorganizmów beztlenowych. Oznacza to, że mikroorganizmy tlenowe wymagają tlenu jako ostatecznego akceptora elektronów podczas oddychania tlenowego, podczas gdy mikroorganizmy beztlenowe nie potrzebują tlenu do oddychania komórkowego.
Reakcja na tlen jest podstawą klasyfikacji mikroorganizmów jako tlenowych i beztlenowych. Z tego powodu drobnoustroje te mają różne cechy, aby spełniać swoje funkcje podczas oddychania komórkowego. Dlatego drobnoustroje tlenowe przechodzą oddychanie tlenowe, podczas gdy drobnoustroje beztlenowe przechodzą oddychanie beztlenowe.
Czym są mikroorganizmy tlenowe?
Mikroorganizmy tlenowe to grupa mikroorganizmów, w których tlen pełni funkcję końcowego akceptora elektronów w oddychaniu komórkowym. Dlatego te drobnoustroje do przetrwania potrzebują tlenu cząsteczkowego. W obecności tlenu utleniają monosacharydy, takie jak glukoza. Główne procesy generujące energię w aerobach to glikoliza, a następnie cykl Krebsa i łańcuch transportu elektronów. Ponieważ poziomy tlenu nie są toksyczne dla tych mikroorganizmów, dobrze rosną w natlenionych mediach. A zatem są obowiązkowymi aerobami (Bacillus sp,)
Rysunek 01: Bakterie tlenowe
Klasyfikacja
Drobnoustroje mikroaerofilne, mikroorganizmy tolerujące powietrze i fakultatywne beztlenowce to trzy klasyfikacje tlenowców. Podstawą tej klasyfikacji są poziomy toksyczności tlenu dla tych mikroorganizmów.
- Drobnoustroje mikroaerofilne – przeżywają niskie stężenia (około 10%) tlenu (przykładem jest Helicobacter pylori).
- Mikroorganizmy tolerujące powietrze - nie potrzebują tlenu do przetrwania. Natomiast obecność tlenu nie szkodzi drobnoustrojom (przykładem jest Lactobacillus sp)
- Beztlenowce fakultatywne - te drobnoustroje mogą przetrwać zarówno w obecności tlenu, jak i bez niego. (Escherichia coli jest fakultatywnym beztlenowcem)
Czym są mikroorganizmy beztlenowe?
Drobnoustroje beztlenowe są obowiązkowymi beztlenowcami. Nie używają tlenu jako ostatecznego akceptora elektronów. Zamiast tego wykorzystują substraty, takie jak azot, metan, żelazo, mangan, kob alt lub siarka jako ostateczne akceptory elektronów. Do tej kategorii należą organizmy takie jak Clostridium sp. Ponadto beztlenowce poddawane są fermentacji w celu wytworzenia energii. Istnieją dwa główne rodzaje procesów fermentacji beztlenowej; fermentacja kwasu mlekowego i fermentacja etanolowa. Dzięki tym procesom beztlenowce wytwarzają energię (ATP), która jest niezbędna do ich przetrwania.
Rysunek 02: Bakterie beztlenowe
Mikroorganizmy beztlenowe nie przetrwają w środowisku bogatym w tlen, ponieważ tlen jest toksyczny i nie wymaga stosowania beztlenowców. W przeciwieństwie do tego, nadmiar tlenu nie szkodzi fakultatywnym beztlenowcom.
Jakie są podobieństwa między mikroorganizmami tlenowymi i beztlenowymi?
- Z natury zarówno mikroorganizmy tlenowe, jak i beztlenowe są prokariotyczne.
- Oba te mikroby przechodzą glikolizę, która jest pierwszym etapem oddychania komórkowego.
- Aerobowe i beztlenowe składają się z mikroorganizmów chorobotwórczych wywołujących choroby.
- Oba typy składają się z mikrobów o znaczeniu przemysłowym.
Jaka jest różnica między mikroorganizmami tlenowymi a beztlenowymi?
Mikroorganizmy tlenowe a beztlenowe |
|
| Drobnoustroje tlenowe to organizmy, które potrzebują tlenu do przetrwania, ponieważ jest to ostateczny akceptor elektronów ich oddychania komórkowego. | Mikroorganizmy beztlenowe to mikroby, które nie potrzebują tlenu do oddychania komórkowego. |
| Końcowe akceptory elektronów | |
| Tlen jest ostatnim akceptorem elektronów mikroorganizmów tlenowych. | Siarka, azot, metan, siarka, żelazo to ostateczne akceptory elektronów mikroorganizmów beztlenowych. |
| Procesy związane z oddychaniem komórkowym | |
| Glikoliza, cykl Krebsa i łańcuch transportu elektronów to trzy etapy oddychania komórkowego. | Glikoliza i fermentacja to etapy oddychania beztlenowego. |
| Typy | |
| Obowiązkowa, fakultatywna, aerotolerancyjna i mikroaerofilna | Obowiązkowe i fakultatywne beztlenowce |
| Wymagane pożywki do wzrostu drobnoustrojów | |
| Obowiązkowe aeroby wymagają mediów bogatych w tlen. | Obowiązkowe beztlenowce wymagają mediów pozbawionych tlenu. |
| Toksyczność tlenu | |
| Aeroby są nietoksyczne dla tlenu. | Mikroorganizmy beztlenowe są wysoce toksyczne dla tlenu. |
| Obecność enzymów detoksykujących tlen | |
| Obecny w aerobach. | Nieobecny w anaerobach. |
| Wydajność produkcji energii | |
| Wytwarzanie energii w tlenach jest wysokie. | Wytwarzanie energii jest niskie w beztlenowcach. |
| Przykłady | |
| Bacillus spp, Pseudomonas aeruginosa, Mycobacterium tuberculosis itp. | Actinomyces, Bacteroides, Propionibacterium, Veillonella, Peptostreptococcus, Porphyromonas, Clostridium spp itp. |
Podsumowanie – Mikroorganizmy tlenowe kontra beztlenowe
Drobnoustroje tlenowe i beztlenowe różnią się ostatecznym akceptorem elektronów. Aeroby wykorzystują tlen cząsteczkowy jako ostateczny akceptor elektronów. Natomiast beztlenowce wykorzystują substancje takie jak azotany, siarka i metan jako ostateczny akceptor elektronów. Dlatego kluczową różnicą między mikroorganizmami tlenowymi i beztlenowymi jest rodzaj końcowego akceptora elektronów, którego używają podczas oddychania komórkowego.
