BScmikrobifiziologia.pdf - Biomérnöki Tanszék - Debreceni Egyetem

ÉLETTANI KAPCSOLAT A MIKRÓBA ÉS KÖRNYEZETE KÖZÖTTA növekedésre és szaporodásra képes mikroorganizmus megjelenését elősegítette a környezet,az élettér fizikai-kémiai tulajdonságának változása a Földtörténet során.A létezés, a növekedés feltétele:—A környezetből felvehető elektronforrásként használható szubsztrátum jelenléteHidrogén—Fémek—Szénhidrogének—Lipidek—Fehérjék—Szénhidrátok—A környezetben előforduló Szén-dioxid—Nitrogén—Kén—Oxigén—Szulfát—Nitrát—Foszfát tartalmú elektronakceptorként használható vegyületek jelenléte—A környezetből makro és mikro mennyiségben felvehető anyagok:fémionok, metabolizálható szénforrás, ammónia, aminosavak, vitamin jellegű anyagok—A környezetben rendelkezésre álló külső energiaforrás pl. hőmennyiség hasznosítása, illetveaz elektromágneses sugárzás hasznosításának kimunkálásaA mikroorganizmusok és a környezet között kialakult kapcsolat szempontjából különlegesjelentőségű a mikrobák viszonylag nagy fajlagos felülete, ami éppen kis méretükből adódik. Abaktériumok átlagos nagysága 1-2 µm, de az élesztőgomba átmérője sem éri el a 10 µm-t. Améretből adódó fajlagos felület hatása jól érzékelhető, ha megfontoljuk, hogy egyetlen köbcentiméternyitérfogatú kockában 10 12 db köbmikrométeres (µ 3 ) kis kocka helyezhető el, ami10-ezerszer nagyobb felületet jelent. A mikroba számára ez a nagy felület szolgálja akörnyezettel való kapcsolattartást, az anyagfelvételt és -leadást. Példaként szolgálhat néhányismert faj széles határok között változó oxigénfelvételének az összehasonlítása a sejtekméretből (1-10-100-500 µ) adódó fajlagos felülettel.Azotobacter sp 2000 ml oxigén · mg –1 óra -1Acetobacter sp. 1800 ml oxigén · mg –1 óra -1Pseudomonas sp 1200 ml oxigén · mg –1 óra -1Élesztők110 ml oxigén · mg –1 óra -120 ml oxigén · mg –1 óra -1VeseszövetFalevél 2 ml oxigén · mg –1 óra -1A mikroorganizmusok anyagcsere rendszerét a sejtburok legfontosabb alkotóeleme, acitoplazma-membrán, a sejthártya határolja el a környezettől. Ez a 8-10 nm vastag membrán amikroba szárazanyag tartalmának 8-15 %-át teszi ki. Ez a szerveződés nem csak elválasztja,hanem egyben összeköti a környező világgal, mivel az anyagfelvétel és -leadás is ezen azelválasztó burkolaton keresztül történik, mégpedig egyrészt passzív, másrészt aktív transzportjelenségek eredményeként. A sejtburok kémiai összetételének és szerkezetének a vizsgálatacéljából a mikrobasejt egyes alkotórészeit el kell választani.A Gram-pozitív eubaktériumokból a sejtfal lizozimes emésztése után nyert protoplasztokozmotikus elroncsolásával vízben nem oldódó frakcióként nyerhető a sejtmembrán.A baktérium összfehérje-tartalmának 20 %-a és a lipid tartalom 70-90 %-a a sejtmembránbantalálható. A sejthártya 50-60 % fehérjét, 30-40 % lipidet és 15-20 % szénhidrátot tartalmaz. Amembránban található fehérjemolekulák fontos élettani szerepet töltenek be. Ezért nemmeglepő, hogy a membrán fehérjetartalma a növekedés folyamán változik. Ezek a biológiailagaktív fehérjék saját tengelyük körül forogva, szinte úsznak az állandó mozgásban levő, főlegfoszfolipidet tartalmazó, kétrétegű membránban. – Az eukarióta membrán jelentősmennyiségű szterint is tartalmaz!A mikroorganizmus megjelenési formáját, morfológiai képét, alakját és méretét asejtburok egy alkotóeleme; a sejthártyán kívül elhelyezkedő, viszonylag szilárd sejtfalhatározza meg.38