mekanism bakom bakteriers konsumption av föda

[jonasroman]

Jag skulle vilja bara av ett pedagogiskt skäl förklara för de som ej vet, att termen "bryta ner" kan va en smula förvirrande. Det som mer exakt sker när en bakterie skall ge sig på dött organiskt material såsom dedtritus osv, dvs mat åt bakterien är:

Den heterotrofa bakterien livnär sig på organisk föda, dvs mat som innehåller kol, kväve o fosfor inbakat i stora organiska molekyler. Bakterien vill först o främst ha tag på kolväteinnehållet i den stora organisk molekylen, och för att göra det så måste bakterien lösgöra, bryta loss de andra kväve o fosforföreningarna så det blir bara rent kolväte kvar. Denna process kallas för deaminering, och resultatet blir ett rent kolväte som sedan bakterien använder till sin sk cellandning. Cellandningen behöver alltså kolväte som bränsle. Kolvätet går nu in i cellandningen och oxideras, förbränns, till koldioxid. Under denna förbränning, oxidation, frigörs energi. Denna energi som då frigörs binds upp i form av bildade ATP-molekyler. Dessa ATP molekyler kan ses som snabba batterier som sedan cellen snabbt kan mobilisera energin ur när den behöver det för olika kemiska processer. För att kolvätet skall kunna oxideras till koldioxid o därmed frigöra sitt energiinnehåll, krävs en molekyl som tar hand om de vätejoner som behöver frigöras ifrån kolvätet. Om bakterien är aerob är denna vätejonsmottagare syrgas, som då blir till vatten; H2O, men om bakterien är anaerob kan istället nitrat fungera som vätejonsmottagare, som då så småningom reduceras vidare till kvävgas. Andra vätejonsmottagare vid syrebrist är sulfat (som då blir till svavelväte).

 

Nu, när bakterien brutit loss kolvätet ifrån den stora organiska molekylen finns det kväve o fosfor kvar av den stora organiska födomolekylen. Bakterien vill ha en del av detta också, för att kunna bygga upp nya proteiner, enzymer, cellväggar, dna etc...MEN maten innehåller nästan alltid MER fosfor o kväve än vad bakterien behöver/tar upp ifrån den organiska molekylen, och därför blir det över en del kväve o fosfor. Så den kväve o fosfor som ej utnyttjas av bakterien när bakterien käkat upp så mkt den kan o vill av den organiska molekylen, blir kvar som ammonium(se ovan, deaminering) respektive fosfat, som alltså släpps fritt ut i vattnet. 

 

Detta nu fria nitrat o fosfat-tillskott till vattnet, kan åter konsumeras av bakterier. Bakterier behöver alltså INTE bara få sitt kväve o fosfor i organisk form utan kan även ta oorganisk kväve o fosfor(dvs nitrat o fosfat) direkt från vattnet. Detta är unikt för bakterier att kunna konsumera både organiskt och oorganiskt kväve och fosfor. Grundregeln annars inom biologin är att växter(o alger) kan bara tillgodogöra sig oorganiskt kväve o fosfor (dvs nitrat o fosfat), och djur kan bara tillgodogöra sig organiskt kväve o fosfor. Skall då växter dra nytta av organiskt kväve o fosfor krävs först bakterier som enligt ovan tuggar i sig den organiska födan och avger alltså överskottet  av N o P som nitrat o fosfat, som därefter växten kan konsumera. 

Ändrat 12 mars 2016 av jonasroman

[PeterG]

14 timmar sedan, jonasroman sa:

Kolvätet går nu in i cellandningen

Vilket kolväte

 

[petnym]

Förbrukar cellandningen någon fosfor (P) i form av fosfat (PO4) ur vattnet genom cellandningen eller någon annan process förutom förökning?

Ändrat 13 mars 2016 av petnym

[Lasse]

Fosfat är en av de mineraliseringar bakterierna gör - omvandlar organiskt fosfor till oorganiskt fosfor. Den här processen pågår lika kraftigt dygnet runt och det är därför man kan läsa ett högre fosfatvärde under morgonen (innan ljuset tänds) än på kvällen - precis då ljuset släcks. Under den mörka tiden pågår inte speciellt mycket upptag av fosfat (en del blockering och fällning kan förekomma och om nu det tas upp något löst fosfat från vattenkolumnen (vilket jag iofs inte har sett några bevis för) så sker den dygnet runt) men något ordentligt upptag sker inte förrän algerna börjar växa under de ljusa timmarna. I stort sett all löst fosfat i vattenkolumnen beror på bakteriell omvandling, ettdera momentant eller innan det låstes fast kemiskt.

 

MVH Lasse

[jonasroman]

18 timmar sedan, PeterG sa:

Vilket kolväte

 

vilket som helst som cellen kan oxidera...tex metanol, etanol, socker, fettsyror, ättiksyra, mm mm

[jonasroman]

11 timmar sedan, petnym sa:

Förbrukar cellandningen någon fosfor (P) i form av fosfat (PO4) ur vattnet genom cellandningen eller någon annan process förutom förökning?

I själva celladningen som är den process när kolväte(läs organisk kolkälla) oxideras till koldioxid så går det inte åt nån fosfor eller kväve. 

men däremot så behöver cellen fosfor o kväve sen för sin uppbyggnad av nya strukturer. Den energi som då behövs för detta har cellen fått via cellandningen.

Ändrat 13 mars 2016 av jonasroman

[jonasroman]

celladningen kan schematiskt beskrivas så här:

En organisk kolkälla är ett antal Kolatomer med ett antal väteatomer och syreatomer kopplade till kolet. 

När denna organiska kolkälla skall oxideras så sker det genom att väteatomerna avlägsnas ifrån kolkällan. Kvar blir ju då bara till slut kolet o syret av den organiska kolkällan, ja dvs ett antal CO2 molekyler. 

När så vätejonerna lämnar den organiska  kolkällan  passerar dessa den sk elektrontransportkedjan. Denna elektrontransportkedja kan vi se schematiskt om en vattenskovel som sättes i snurrning när vätejonerna "rinner" igenom elektrontransportkedjan/vattenskoveln. Vätejonerna kommer ut på andra sidan "skoveln" och måste tas om hand av en sk vätejonsmottagare. En sådan kan vara syre, som då omvandlas till vatten vid mottagandet av dessa vätejoner. 

När vattenskoveln/elektrontransportkedjan så snurrar, bildas det energi likt en generator. Denna energi lagras upp i sk ATP molekyler som alltså bildas när skoveln snurrar. 

 

Slutprodukterna blir därför när den organiska kolkällan helt är oxiderad: CO2, H2O samt syftet med hela cellandningen: ATP molekyler. 

Dessa ATP molekyler används sedan till att baka nya proteiner, dna molekyler, cellmembran, enzymer osv, och där behövs kvävet och fosforn.