Характеристика микробного метаболизма

В процессе своего метаболизма (обмена веществ) организмы воздействуют на почву, растения, состав атмосферы и на при­родные воды. Организмы живут, растут, размножаются, чем из­меняют окружающую среду. Согласно теории Геи (название про­исходит от имени богини земли Геи), разработанной JI. Маргулис и Д. Лавлоком, эти изменения проводятся так, что организмы создают среду, наиболее благоприятную для своей жизни. Так, вместо первоначальной атмосферы Земли, которая была мало­благоприятной, они создали современную атмосферу, которая по составу газов, тепловому режиму и предохранению организмов от ультрафиолетового излучения является хорошей, если не иде­альной, для проявления жизни во всем ее многообразии. Ранее большее значение придавали приспособлению организмов к ок­ружающим условиям.

Аденозннтрнфосфат (АТР)

Аденогннмонофосфат (AMP) ^ Аденозннднфосфат (ADP)

Адеюин

I

он

I

OHi

I

он

% ! .. ..

о

II

NH₂ ft

Фосфат

Аденин Рибоза

Рис. 59. Структура аденозинтрифосфата (АТФ)

Чтобы понять роль организмов в природе, нужно знать мно­гообразие их метаболизма. Организмы могут проводить сотни и тысячи реакций, которые не могут происходить в природных условиях чи­сто химических путем. Это объясняется тем, что организмы влияют на хи­мические превращения с помощью ферментов — биокатализаторов белко­вой природы — причем могут осуществлять энер­гоемкие процессы, под­водя извне необходимую энергию, например в виде АТФ (АТР) (адено- зинтрифосфата) (рис. 59). Существует несколько тысяч ферментов и обыч­но у них наблюдается строгая специфичность: один фермент — один субстрат. Синтез и активность ферментов строго регулируются, механизмы регуля­ции многообразны, хорошо изучены. Ферменты снижают уровень

активации, необходимый для протекания реакции и тем самым ускоряют реакцию в 10¹⁰ раз. Если с участием фермента реакция протекает за 1 мин, то без фермента она прошла бы за 20 тыс. лет.

Обмен веществ, или метаболизм, представляет собой совокуп­ность процессов распада и синтеза, обеспечивающих поддержа­ние, рост и размножение организма. Обмен веществ слагается из энергодающих процессов — катаболизма и из энергозависимых процессов синтеза— анаболизма (рис.60, 61). Один из путей расщепления глюкозы представлен на рис. 62. Видно, что он вклю­чает много этапов, причем пока образуются только 2 молекулы АТФ. Цикл трикарбоновых кислот (рис. 63) служит для окисле­ния ацетата до С0₂ с отщеплением водорода, который передает­ся в дыхательную цепь. В этом цикле образуется одна молекула АТФ и отщепляется одна молекула С0₂. Он же дает строитель­ные блоки для анаболизма.

Подробно изучены механизмы транспорта веществ в клетки. Клеточная стенка не служит преградой для небольших молекул. Органеллой, ответственной за транспорт питательных веществ внутрь клетки, является двуслойная фосфолипидная мембрана с включенными в нее белками переносчиками — пермеазами (рис. 64). Поглощаться, как правило, могут только те вещества,

Источники		Источники
энергии		углерода