Galvenā atšķirība starp aerobajiem un anaerobajiem mikroorganismiem ir skābekļa nepieciešamība aerobajiem mikroorganismiem, bet tas nav nepieciešams anaerobajiem mikroorganismiem. Tas nozīmē, ka aerobajiem mikroorganismiem aerobās elpošanas laikā ir nepieciešams skābeklis kā galīgais elektronu akceptors, savukārt anaerobajiem mikroorganismiem nav nepieciešams skābeklis šūnu elpošanai.
Reakcija uz skābekli ir pamats mikroorganismu klasifikācijai aerobos un anaerobos. Šī iemesla dēļ šiem mikroorganismiem ir dažādas īpašības, lai veiktu savas funkcijas šūnu elpošanas laikā. Tāpēc aerobos mikrobi tiek pakļauti aeroba elpošanai, turpretim anaerobiem mikrobiem – anaeroba elpošana.
Kas ir aerobie mikroorganismi?
Aerobie mikroorganismi ir mikroorganismu grupa, kurā skābeklis darbojas kā pēdējais elektronu akceptors šūnu elpošanā. Tāpēc šo mikrobu izdzīvošanai ir nepieciešams molekulārais skābeklis. Tie skābekļa klātbūtnē oksidē monosaharīdus, piemēram, glikozi. Galvenie procesi, kas aerobos rada enerģiju, ir glikolīze, kam seko Krebsa cikls un elektronu transportēšanas ķēde. Tā kā skābekļa līmenis šiem mikroorganismiem nav toksisks, tie labi aug ar skābekli bagātinātā vidē. Tādējādi tie ir obligāti aerobi (Bacillus sp,)
01. attēls: aerobās baktērijas
Klasifikācija
Mikroaerofīlie mikrobi, aerotoleranti mikroorganismi un fakultatīvie anaerobi ir trīs aerobu klasifikācijas. Šīs klasifikācijas pamatā ir skābekļa toksicitātes līmenis šiem mikroorganismiem.
- Mikroaerofīli mikroorganismi – izdzīvo zemas skābekļa koncentrācijas (apmēram 10%) (mikroorganisma piemērs ir Helicobacter pylori).
- Aerotoleranti mikroorganismi – tiem nav nepieciešams skābeklis, lai tie izdzīvotu. Turpretim skābekļa klātbūtne nekaitē mikrobiem (piemēram, Lactobacillus sp)
- Fakultatīvie anaerobi - šie mikrobi var izdzīvot gan skābekļa klātbūtnē, gan bez tā. (Escherichia coli ir fakultatīvs anaerobs)
Kas ir anaerobie mikroorganismi?
Anaerobie mikroorganismi ir obligāti anaerobi. Viņi neizmanto skābekli kā galīgo elektronu akceptoru. Tā vietā viņi kā galīgos elektronu akceptorus izmanto tādus substrātus kā slāpeklis, metāns, dzelzs, mangāns, kob alts vai sērs. Šajā kategorijā ietilpst tādi organismi kā Clostridium sp. Turklāt anaerobi tiek fermentēti, lai iegūtu enerģiju. Ir divi galvenie anaerobās fermentācijas procesu veidi; pienskābes fermentācija un etanola fermentācija. Izmantojot šos procesus, anaerobi ražo enerģiju (ATP), kas ir nepieciešama to izdzīvošanai.
2. attēls: anaerobās baktērijas
Anaerobie mikroorganismi neizdzīvo ar skābekli bagātā vidē, jo skābeklis ir toksisks obligātajiem anaerobiem. Turpretim pārmērīgs skābekļa līmenis nekaitē fakultatīvajiem anaerobiem.
Kādas ir aerobo un anaerobo mikroorganismu līdzības?
- Pēc būtības gan aerobie, gan anaerobie mikroorganismi ir prokariotiski.
- Abi šie mikrobi tiek pakļauti glikolīzei, kas ir pirmais šūnu elpošanas solis.
- Aerobā un anaerobā sastāv no patogēniem slimību izraisošiem mikroorganismiem.
- Abi veidi sastāv no rūpnieciski svarīgiem mikrobiem.
Kāda ir atšķirība starp aerobiem un anaerobiem mikroorganismiem?
Aerobi pret anaerobiem mikroorganismiem |
|
| Aerobi mikroorganismi ir organismi, kuru izdzīvošanai nepieciešams skābeklis, jo tas ir viņu šūnu elpošanas pēdējais elektronu akceptētājs. | Anaerobie mikroorganismi ir mikrobi, kuru šūnu elpošanai nav nepieciešams skābeklis. |
| Galīgie elektronu akceptori | |
| Skābeklis ir pēdējais aerobo mikroorganismu elektronu akceptors. | Sērs, slāpeklis, metāns, sērs, dzelzs ir anaerobo mikroorganismu galīgie elektronu akceptori. |
| Procesi, kas saistīti ar šūnu elpošanu | |
| Glikolīze, Krebsa cikls un elektronu transportēšanas ķēde ir trīs šūnu elpošanas posmi. | Glikolīze un fermentācija ir anaerobās elpošanas stadijas. |
| Veidi | |
| Obligāta, fakultatīva, aerotoleranta un mikroaerofīla | Obligāti un fakultatīvi anaerobi |
| Nepieciešamie barotnes mikrobu augšanai | |
| Obligātiem aerobiem ir nepieciešama ar skābekli bagātināta barotne. | Obligātiem anaerobiem ir nepieciešamas barotnes, kurās nav skābekļa. |
| Skābekļa toksicitāte | |
| Aerobi nav toksiski skābeklim. | Anaerobie mikroorganismi ir ļoti toksiski skābeklim. |
| Skābekļa detoksikācijas enzīmu klātbūtne | |
| Pastāv aerobās. | Nav anaerobos. |
| Enerģijas ražošanas efektivitāte | |
| Enerģijas ražošanā ir daudz aerobu. | Enerģijas ražošanā ir maz anaerobu. |
| Piemēri | |
| Bacillus spp, Pseudomonas aeruginosa, Mycobacterium tuberculosis utt. | Actinomyces, Bacteroides, Propionibacterium, Veillonella, Peptostreptococcus, Porphyromonas, Clostridium spp utt. |
Kopsavilkums - aerobie pret anaerobiem mikroorganismiem
Aerobie un anaerobie mikroorganismi atšķiras gala elektronu akceptorā. Aerobi izmanto molekulāro skābekli kā galīgo elektronu akceptoru. Turpretim anaerobi kā galīgo elektronu akceptoru izmanto tādas vielas kā nitrāti, sērs un metāns. Tāpēc galvenā atšķirība starp aerobajiem un anaerobajiem mikroorganismiem ir galīgā elektronu akceptora veids, ko tie izmanto šūnu elpošanas laikā.
