Scarica Introduzione diversità metabolica e più Appunti in PDF di Biologia Dei Microrganismi solo su Docsity! DIVERSITA’ METABOLICA I procarioti sono caratterizzati da una spiccata capacità di adattamento alle variazioni che perturbano le caratteristiche chimico-fisiche dell’ambiente in cui sono immersi. Il fine di tale adattamento è quello di evitare l’entrata in competizione con altri batteri, per l’utilizzo di una fonte di energia, e quindi di occupare una NICCHIA ECOLOGICA, all’interno della quale, sono presenti le condizioni ottimali che permetto al batterio di crescere. Tutti i microrganismi vengono classificati in base a tre principali parametri, che riguardano: 1. la fonte di approvvigionamento di CARBONIO; 2. fonte dalla quale ricavano energia; 3. tipologia del donatore di agenti riducenti; FONTE DI CARBONIO Sappiamo che il carbonio, insieme ad ossigeno e ad idrogeno, è il principale costituente dello scheletro molecolare delle macromolecole. In base alla fonte di carbonio che viene utilizzata, i batteri vengono suddivisi in: • AUTOTROFI Questi usano la CO2 come fonte principale di carbonio. L’estrazione del carbonio dalla cCO2 è permessa solo se il carbonio viene prima RIDOTTO. Il fine di tale riduzione sta nel portare il numero di ossidazione del C della CO2 a quello del carbonio presente all’interno dei composti organici. Tale processo, molto dispendioso a livello energetico, prende il nome di “ORGANICAZIONE della CO2”. L’energia usata viene presa o dalla luce o dall’ossidazione di altri composti organici. • ETEROTROFI Usano come fonte di carbonio i composti organici. Ciò evita il processo di organicazione del carbonio, in quanto questo ha già il numero di ossidazione idoneo per essere usato nelle vie biosintetiche. Ovviamente, insieme al carbonio, i batteri assumono anche idrogeno e ossigeno. Anche in questo caso bisogna fare una distinzione tra autotrofi ed eterotrofi, infatti: • Gli eterotrofi assimilano idrogeno e ossigeno dal metabolismo dei composti organici; • Gli autotrofi assimilano l’ossigeno dalla CO2, invece provvedono all’acquisizione dell’H2 da altre fonti; vengono assunte anche altre specie come: • Azoto: che si trova in forma ridotta all’interno di proteine, a. nucleici. In natura è invece presente in diverse forti inorganiche come ammoniaca (la più facile da assimilare), azoto molecolare, nitrato o nitrito; prima di essere usato, l’azoto prelevato dalle altre fonti, deve essere prima ridotto ad AMMONIO tramite il processo chiamato “riduzione assimilativa”. Risultano, inoltre, importanti anche tutti quei organismi che riducono l’azoto molecolare (presente nell’atmosfera) in ammoniaca. Tale riduzione avviene attraverso il processo di “fissazione dell’azoto”. • Fosforo: si trova nelle rocce sotto forma di fosfato; • Zolfo: si trova in forma ridotta a formare gruppi solfidrici e può essere direttamente utilizzato. Quando viene prelevato da altre fonti, come ad esempio il solfato, lo zolfo deve essere ridotto attraverso il processo chiamato “riduzione assimilativa dello zolfo”; • Altri elementi: sono dei micronutrienti che gli enzimi usano come cofattore; FONTE DI ENERGIA Gli organismi fruttano principalmente l’energia prelevata da due fonti per condurre le reazioni biochimiche. Tali fonti sono rappresentate dalla LUCE e dall’OSSIDAZIONE dei composti organici o inorganici. In base a quale delle due fonti viene utilizzata, i microrganismi vengono classificati come: 1. FOTOTROFI: utilizzano l’energia derivata dalla luce che, attraverso la fotosintesi, viene convertita in energia chimica. I fototrofi, a loro volta, si suddividono in: • FOTOETEROTROFI: che attuano solo la fase luminosa della fotosintesi; • FOTOAUTOTROFI: che attuano entrambe le fasi della fotosintesi, ossia luminosa ed oscura; 2. CHEMIOTROFI: usano l’energia liberata dalle reazioni redox che avvengono a carico del substrato. In base alla tipologia del substrato, ossia se organico o inorganico, i chemiotrofi vengono suddivisi in: • CHEMIOETEROTROFI; • CHEMIOAUTOTROFI; FONTE DI AGENTI RIDUCENTI: le reazioni redox, che avvengono durante la maggior parte dei processi metabolici, liberano agenti riducenti che sono rappresentati da protoni (H+) ed elettroni. In base alla fonte che viene utilizzata per liberare tali agenti, i microrganismi vengono suddivisi in: • LITOTROFI: fonte inorganica; • ORGANOTROFI: fonte organica; In base a questi tre parametri, vengono generate 4 classi che permettono la classificazione degli organismi: 1. FOTOLITOTROFI AUTOTROFI: traggono energia dalla luce (fototrofi), usano la CO2 come fonte di carbonio e usano composti inorganici come fonte di agenti riducenti. 2. FOTORGANOTROFI ETEROTROFI: