5 ตัวอย่างการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน

ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการทางเดินหายใจซึ่งจุลินทรีย์ต่าง ๆ ได้รับพลังงานและเมแทบอลิซึมของสารประกอบอินทรีย์ในขณะที่ไม่มีออกซิเจนโมเลกุล.

ในการหายใจแบบใช้ออกซิเจนออกซิเจนทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอนที่ส่วนท้ายของห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน สายโซ่นี้เป็นกระบวนการที่เซลล์สามารถสร้างพลังงานได้.

สิ่งมีชีวิตที่ดำเนินการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนซึ่งส่วนใหญ่เป็นสิ่งมีชีวิต prokaryotic แทนที่ออกซิเจนด้วยสารประกอบอื่น ๆ ที่ทำหน้าที่เป็นตัวรับสุดท้ายในห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน.

อย่าสับสนระหว่างการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนกับกระบวนการหมัก ในตอนหลังตัวรับอิเล็กตรอนกลายเป็นโมเลกุลอินทรีย์ที่ไม่ได้ลดลงอย่างสมบูรณ์และไม่มีห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนเหมือนในกระบวนการหายใจ.

ในการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนตัวรับอิเล็กตรอนที่ปลายสุดของห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนสามารถเป็นสารประกอบเช่นซัลเฟอร์ซัลเฟตซัลเฟตไนเตรตและคาร์บอนไดออกไซด์.

ตัวอย่างบางส่วนของการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน

การใช้ไนเตรตเป็นตัวรับอิเล็กตรอน

สิ่งมีชีวิตบางประเภท Geobacter, เช่น G. metallireducens และ G. ซัลเฟอร์เฟนเซน สามารถใช้สารฮิวมิกเป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอนและใช้ไนเตรตและ / หรือฟูมาเรตเป็นตัวรับอิเล็กตรอน.

โดยทั่วไปสิ่งมีชีวิตที่ทำกระบวนการนี้จะลดไนเตรต (ไม่₃^-) เป็นไนไตรต์ (ไม่₂^-) โดยใช้เอนไซม์ไนเตรทรีดัคเทส.

ในทางกลับกันไนไตรต์สามารถใช้เป็นตัวรับอิเล็กตรอนจากสิ่งมีชีวิตอื่น.

ซัลเฟตเป็นตัวรับอิเล็กตรอน

Desulfovibrio desulfuricans มันเป็นแบคทีเรียซัลเฟตที่ลดลง แบคทีเรียชนิดนี้ใช้ซัลเฟตเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย Clostridium บางชนิดยังใช้ซัลเฟตด้วยวิธีนี้.

การใช้ซัลเฟต (SO₄^2-เมื่อตัวรับอิเล็กตรอนสิ้นสุดลงในการผลิตซัลไฟต์ไอออน (S)^2-) หรือไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S).

ในซัลไฟด์ดินและน้ำจืดเป็นเรื่องธรรมดาที่พบแบคทีเรียที่ใช้ซัลเฟตเป็นตัวรับอิเล็กตรอน.

คาร์บอนไดออกไซด์เป็นตัวรับอิเล็กตรอน

สิ่งมีชีวิตมีเทนจำนวนมากที่รับผิดชอบการผลิตก๊าซมีเทนใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นตัวรับอิเล็กตรอน.

พวกมันอยู่ในกลุ่มแบคทีเรียประเภทนี้ Methanobacterium, Methanococcus และ Methanosarcina, ท่ามกลางคนอื่น ๆ.

เป็นเรื่องปกติที่จะพบสิ่งมีชีวิต methanogenic ที่ใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นตัวรับอิเล็กตรอนในระบบอุตสาหกรรมของการบำบัดน้ำแบบไม่ใช้ออกซิเจน.

ในระบบเหล่านี้สิ่งมีชีวิตที่ใช้ซัลเฟตเป็นตัวรับอิเล็กตรอนก็เป็นเรื่องธรรมดาเช่นกัน.

เหล็กเป็นตัวรับอิเล็กตรอน

สิ่งมีชีวิตอื่นสามารถใช้เฟอร์ริกไอออนเป็นตัวรับอิเล็กตรอน ในกระบวนการนี้ ferric ion (Fe³⁺) จะลดลงเป็นไอออนเหล็ก (Fe²⁺).

การลดดังกล่าวดำเนินการโดยเอนไซม์รีดิวซ์เหล็กที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตเช่น Geobacter metallireducens.

สิ่งมีชีวิตที่สามารถใช้ตัวรับอิเล็กตรอนหลายตัว

สิ่งมีชีวิตมีความสามารถในการปรับตัวที่ดีซึ่งทำให้หลายคนสามารถใช้ตัวรับอิเล็กตรอนหลายตัว.

มันเป็นกรณีของ Anaeromyxobacter dehalogenans, สายพันธุ์ที่สามารถใช้เป็นตัวรับอิเล็กตรอนสารประกอบต่าง ๆ เช่นไนไตรต์, ไนเตรต, เหล็ก, ออกซิเจน, ฟูมาเรตและยูเรเนียม.

การอ้างอิง

1. Gerardi M. (2003) มัยโคแบคทีเรียของเครื่องย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน John Wiley และบุตรชาย รัฐนิวเจอร์ซีย์สหรัฐอเมริกา
2. Lovley D. และคณะ ฮิวมิคส์เป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอนสำหรับการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม. 1999; 1 (1): 89-98
3. Seifriz W. การหายใจแบบไร้อากาศ วิทยาศาสตร์ซีรี่ส์ใหม่ 1945; 101 (2613): 88-89
4. การหมักกับสกอตต์ G. Anaerobic เทียบกับการหายใจ วิทยาศาสตร์ซีรี่ส์ใหม่ 1945; 101 (2632): 585-586
5. Wu Q. Sanford R. Löffler F. Uranium (VI) Reduction by Anaeromyxobacter dehalogenans สายพันธุ์ 2CP-C จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อมประยุกต์ 2006 72 (5): 3608-3614.