20. Два способа ассимиляции углерода.

Углерод может усваиваться организмами из:

1. Неорганических соединений=автотрофия, использование одноуглеродных соединений в разных (окисленных или нет) состояниях (СО, СО2, НСОН, НСООН, СН3ОН, СН3-Х-R). Существуют самые разнообразные циклы восстановления углерода в этих соединениях и создания углеродных цепочек. Самый неэффективный путь. (При ассимиляции СО2 ключевая реакция (цикл Кальвина) – карбоксилирование RuBiSCO)

2. Органических соединений=гетеротрофия

21. Диазотрофия.

Диазотрофы (97 прокариотных рода) способны связывать свободный атмосферный азот. Разрыв прочной тройной связи в молекуле азота происходит в очень жесткой физико-химической среде. Молекулярный азот восстанавливается в ферментативном процессе в мягких физиологических условиях с использованием специфичных ферментов-нитрогеназ. Нитрогеназа имеет консервативную структуру и универсально чувствительна по отношению к кислороду. (распадается при его доступе)

N2+6H+/6e-2NH3.

Факторы, определяющие способность к диазотрофии:

-рост на среде без связанного азота

-полодительный тест на биосинтез этилена из ацетилена

-связывание молекулярных зондов и т.д.

22. Развернутое определение архей.

Археи-неядерные монады, принадлежащие к филогенетическому домену Archaea и отличающиеся от бактерий и эукариотов компонентами синтеза белка, структурой клеточной стенки, биохимией (только среди архей есть метаногены) и устойчивостью к факторам внешней среды (большая часть – экстремофилы).

23. Строение архей.

Покровы:плазмалемма+клеточная стенка из отдельных высокоупорядоченных (гексагональная решетка) двухмернокристаллических молекул белка. Формы клеток:сферические, изогнутые, палочковидные, правильной геометрической формы (уникально). Глицеринлипиды архей и бактерий схожи. У архей один из хвостов глицеринлипида - спиртовой остаток (фитанольный). Хвосты липидов мембранных листков сшиваются между собой.=>Мембрана состоит не из двух, а из одной жирной мембраны. Молекулы в мембране обладают высокой рекальцинтрантностью (стабильны). Широко распространен ригидный слой. Клетка включает рибосомы, кольцевую молекулу ДНК и различные включения.

24. Метаболизм архей.

Crenarchaeota:используют элем. серу в электрон-транспортной цепи в ОВР. Литотрофия. Переносят электроны на серу. Образуют ядовитый H2S, избавляются от него спец. структурами. Электроны могут переноситься от S на O2 с получением H2SO4.

Euarchaeota:метанобразующие и экстремальные галофилы. Метанобразующие:

CO2+4H2->CH4+2H2O, из четырех молекул Н2 3 идут на подготовку акцептора электронов=СoB-S-S-CoM (2 коэнзима) При восстановлении этого в-ва образуются 2 коэнзима, которые могут вступать заново в реакцию. Галофилы - хемоорганогетеротрофы, акцептор электронов-кислород, аэробные. Пурпурные серые имеют фототрофный зеленый бактериальный хлорофилл, донор электронов-сероводород.

Археи способны к мимикрии благодаря наличию свернутого в мембране бактериородопсина.

25. Филы домена Archaea.

AI. Crenarchaeota («Ручейники»). Впервые были обнаружены в горячих текучих водах. К ним относятся экстремальные термоацидофилы. В состав типа Crenarchaeota входит единственный класс Thermoprotei. На сегодняшний день их находят в термальных источниках, вулканических котлах и почвах вулканических полей на суше и горячих ключах, «чёрных курильщиках», мини-вулканах и илах в геотермальных участках под водой. Таким образом, предполагали, что в состав Crenarchaeota входят только термофильные и экстремотермофильные организмы. Однако в 1996 году был обнаружен психрофильный вид Crenarchaeum symbiosum, который живёт при 10 °C. Также в составе этого типа архей обнаружены фантомные формы, живущие при температуре до −2 °C. Сейчас кренархеоты обнаруживают в полевых и лесных почвах, палеопочвах, озёрных осадках, морском детрите и активном иле анаэробных очистных сооружений.

AII. Euryarchaeota («Истинные археоты»). Крупнейшие группы:

• метанобразующие (образуют метан как побочный продукт метаболизма в бескислородных условиях. Широко распространены в заболоченных территориях, где образуют метан (болотный газ) и в кишечниках жвачных млекопитающих и человека, и отвечают за метеоризм. [1] В глубинах океанов биосинтез метана археями обычно пространственно располагается в местах выхода сульфатов. [2] Некоторые являются экстремофилами и обитают в горячих источниках и на больших глубинах, а также на скалах и на глубине многих километров в земной коре.)

• экстремальные галлофилы (Галобактерии — кокковидные или палочковидные, подвижные или неподвижные аспорогенные микроорганизмы. Большинство из них окрашиваются грамположительно. У некоторых имеются газовые вакуоли для контроля плавучести. Преимущественно аэробы, но могут переносить и очень низкое содержание кислорода в среде, свободноживущие сапрофиты. По типу источника энергии это фототрофы, по донору электронов — органотрофы и по источнику углерода — гетеротрофы. При наличии кислорода и органических соединений, которые можно использовать в качестве источника энергии, галобактерии способны развиваться и в темноте (то есть в зависимости от условий фотоорганогетеротрофы либо хемоорганогетеротрофы). Однако при недостатке или даже при полном отсутствии кислорода и ярком освещении в оболочке клеток синтезируется бактериородопсин, позволяющий использовать энергию Солнца. Из-за большого содержания каротиноидов галобактерии окрашены в красные, оранжевые и жёлтые тона. Судя по их строению, галобактерии — одни из древнейших обитателей нашей планеты. Человечеству они известны довольно давно по красноватому налёту на продуктах, консервируемых с использованием больших количеств поваренной соли. Впервые галобактерии были выделены в начале прошлого столетия из микрофлоры лиманной грязи, однако их систематическое изучение началось только в конце второго десятилетия двадцатого века. У них практически нет врагов или конкурентов, способных жить в таких же условиях, и поэтому галобактерии свободно эволюционировали на протяжении всей истории жизни на Земле. Галобактерии не наносят никакого существенного вреда народному хозяйству. Очевидно, что внутренняя среда человека непригодна для жизнедеятельности галобактерий, поэтому среди них нет ни одного патогена.)

• термо- и ферроплазмы (не имеют клеточной стенки, ацидофилы, использует CO₂ в качестве источника углерода, окисляют Fe2+ в Fe3+)

AIII. Korarchaeota («Юные археоты») мало изучены, включают один вид - korarchium cryptofillum («скрытые нити»)

AIV. Nanoarchaeota («Маленькие археоты»), вид – симбионт ignicoccus sp. - nanoarchaeum equitans («наездник»):редчайший паразитизм или притягивающие вещества?