كائنات لاهوائية اختيارية

📅 آخر تحديث: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
يمكن التعرف على البكتيريا الهوائية واللاهوائية عن طريق زراعتها في أنابيب اختبار مرق الثيوجليكولات :
1: تحتاج البكتيريا الهوائية الإجبارية إلى الأكسجين لأنها لا تستطيع التخمر أو التنفس لاهوائيًا . تتجمع في الجزء العلوي من الأنبوب حيث يكون تركيز الأكسجين أعلى.
2: تسمم البكتيريا اللاهوائية الإجبارية بالأكسجين، لذلك تتجمع في الجزء السفلي من الأنبوب حيث يكون تركيز الأكسجين أقل.
3: يمكن أن تنمو اللاهوائيات الاختيارية مع أو بدون الأكسجين لأنها يمكن أن تستهلك الطاقة هوائيًا أو لاهوائيًا. تتجمع في الغالب في الجزء العلوي لأن التنفس الهوائي يولد ATP أكثر من التخمر.
4: تحتاج الكائنات الحية الدقيقة المحبة للهواء إلى الأكسجين لأنها لا تستطيع التخمر أو التنفس لاهوائيًا. ومع ذلك، فإنها تسمم بتركيزات عالية من الأكسجين. تتجمع في الجزء العلوي من أنبوب الاختبار ولكن ليس في الجزء العلوي جدًا.
5: لا تتطلب اللاهوائيات المتسامحة مع الهواء الأكسجين لأنها تستخدم التخمر لصنع ATP. على عكس اللاهوائيات الإجبارية، لا تتسمم هذه البكتيريا بالأكسجين. ويمكن العثور عليها منتشرة بالتساوي في جميع أنحاء أنبوب الاختبار.

الكائن الحي اللاهوائي الاختياري هو الكائن الحي الذي ينتج ATP عن طريق التنفس الهوائي إذا كان الأكسجين موجودًا، ولكنه قادر على التحول إلى التخمير إذا كان الأكسجين غائبًا. [1] [2]

بعض الأمثلة على البكتيريا اللاهوائية الاختيارية هي Staphylococcus spp. ، [3] Escherichia coli ، Salmonella ، Listeria spp.، [4] Shewanella oneidensis و Yersinia pestis . بعض حقيقيات النوى هي أيضًا لاهوائية اختيارية، بما في ذلك الفطريات مثل Saccharomyces cerevisiae [5] والعديد من اللافقاريات المائية مثل الديدان الأسطوانية . [6]

وقد لوحظ أنه في طفرات Salmonella typhimurium التي خضعت لطفرات لتصبح إما هوائية أو لاهوائية ملزمة، كانت هناك مستويات متفاوتة من بروتينات إعادة تشكيل الكروماتين. وقد وجد لاحقًا أن الهوائية الملزمة لديها جين معيب في وحدة DNA gyrase الفرعية A ( gyrA )، بينما كانت اللاهوائية الملزمة معيبة في توبوإيزوميراز I ( topI ). يشير هذا إلى أن توبوإيزوميراز I واسترخاء الحمض النووي الكروموسومي المرتبط به مطلوب لنسخ الجينات المطلوبة للنمو الهوائي، بينما العكس صحيح بالنسبة لجيراز DNA. [7] بالإضافة إلى ذلك، في Escherichia coli K-12، لوحظ أن فوسفوفركتوكيناز (PFK) موجود كثنائي في ظل الظروف الهوائية وكرباعي في ظل الظروف اللاهوائية. نظرًا لدور PFK في تحلل الجلوكوز، فإن هذا له آثار على تأثير الأكسجين على عملية التمثيل الغذائي للجلوكوز في E. coli K-12 فيما يتعلق بآلية تأثير باستور . [8] [9]

قد توجد شبكة أساسية من عوامل النسخ (TFs) التي تتضمن ArcA و FNR الرئيسيين المستجيبين للأكسجين، والتي تتحكم في تكيف Escherichia coli مع التغيرات في توفر الأكسجين. تشير أنشطة هذين المنظمين إلى التأثيرات المكانية التي قد تؤثر على التعبير الجيني في النطاق الميكروي الهوائي. كما لوحظ أن هذه البروتينات الحساسة للأكسجين محمية داخل السيتوبلازم بواسطة مستهلكي الأكسجين داخل غشاء الخلية، والمعروفين باسم أكسيديزات الطرفية. [10]

الوظائف

تستطيع اللاهوائيات الاختيارية النمو في وجود الأكسجين وغيابه بسبب التعبير عن كل من السلاسل التنفسية الهوائية واللاهوائية باستخدام الأكسجين أو مستقبل بديل للإلكترون. [11] على سبيل المثال، في غياب الأكسجين، يمكن أن تستخدم الإشريكية القولونية فومارات أو نترات أو نتريت أو ثنائي ميثيل سلفوكسيد أو أكسيد ثلاثي ميثيل أمين كمستقبل للإلكترون. [11] تسمح هذه المرونة لللاهوائيات الاختيارية بالبقاء على قيد الحياة في عدد من البيئات، وفي بيئات ذات ظروف متغيرة بشكل متكرر. [1]

تستخدم العديد من أنواع الأوليات عملية التمثيل الغذائي اللاهوائي الاختياري لتعزيز إنتاج ATP، ويمكن لبعضها إنتاج ثنائي الهيدروجين من خلال هذه العملية. [12]

كمسببات للأمراض

نظرًا لأن البكتيريا اللاهوائية الاختيارية يمكن أن تنمو في وجود الأكسجين وغيابه، فيمكنها البقاء على قيد الحياة في العديد من البيئات المختلفة، والتكيف بسهولة مع الظروف المتغيرة، وبالتالي تتمتع بميزة انتقائية على البكتيريا الأخرى. ونتيجة لذلك، فإن معظم مسببات الأمراض المهددة للحياة هي بكتيريا لاهوائية اختيارية. [1]

إن قدرة مسببات الأمراض اللاهوائية الاختيارية على البقاء على قيد الحياة بدون الأكسجين مهمة حيث ثبت أن إصابتها تقلل من مستويات الأكسجين في أنسجة أمعاء مضيفها. [13] وعلاوة على ذلك، فإن قدرة اللاهوائيات الاختيارية على الحد من مستويات الأكسجين في مواقع العدوى مفيدة لها وللبكتيريا الأخرى، حيث يمكن للأكسجين أن يشكل أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS). هذه الأنواع سامة للبكتيريا ويمكن أن تلحق الضرر بحمضها النووي، من بين مكونات أخرى. [1]

أمثلة على اللاهوائيات الاختيارية المسببة للأمراض.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ abcd André, Antonin C.; Debande, Lorine; Marteyn, Benoit S. (أغسطس 2021). "تعتمد الميزة الانتقائية للكائنات اللاهوائية الاختيارية على قدرتها الفريدة على التعامل مع مستويات الأكسجين المتغيرة أثناء العدوى". علم الأحياء الدقيقة الخلوي . 23 (8): e13338. doi : 10.1111/cmi.13338 . ISSN  1462-5814. PMID  33813807. S2CID  233027658.
  2. ^ مولر، فولكر (19 أبريل 2001). "التخمر البكتيري". eLS . doi :10.1038/npg.els.0001415. ISBN 9780470016176.
  3. ^ Ryan KJ; Ray CG, eds. (2004). Sherris Medical Microbiology (الطبعة الرابعة). McGraw Hill. ص 261-271، 273-296. ISBN 0-8385-8529-9.
  4. ^ Singleton P (1999). البكتيريا في علم الأحياء والتكنولوجيا الحيوية والطب (الطبعة الخامسة). Wiley. ص 444-454. ISBN 0-471-98880-4.
  5. ^ كارلايل إم جيه، واتكينسون إس سي، وجوداي جي دبليو (2001). الفطريات (الطبعة الثانية). أكاديميك بريس. ص 85-105. رقم ISBN 0-12-738446-4.
  6. ^ Schöttler, U. (30 نوفمبر 1979). "حول التمثيل الغذائي اللاهوائي لثلاثة أنواع من نيريس (الحلقيات)" (PDF) . سلسلة تقدم علم البيئة البحرية . 1 : 249–54. رمز Bibcode :1979MEPS....1..249S. doi : 10.3354/meps001249 . ISSN  1616-1599 . تم الاسترجاع في 14 فبراير 2010 .
  7. ^ Yamamoto, N., & Droffner, ML (1985). آليات تحديد النمو الهوائي أو اللاهوائي في البكتيريا اللاهوائية الاختيارية Salmonella typhimurium. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، 82 (7)، 2077-2081. https://doi.org/10.1073/pnas.82.7.2077
  8. ^ دويل ، الأب (1974). فسفوفركتوكيناز ثنائي ورباعي القسيم وتأثير باستور في الإشريكية القولونية K-12. فيبس ليت , 49 (2)، 220-222. معلومات تحديد الهوية الشخصية: 0014-5793(74)80516-8 ( core.ac.uk )
  9. ^ باستور ل (1857). "Mémoire sur la Fermentation applée Lactique" [أطروحة حول التخمر المسمى باللاكتيك]. Comptes rendus de l'Académie des Sciences (باللغة الفرنسية). 45 (913-916): 1032-1036.
  10. ^ Rolfe, MD, Ocone, A., Stapleton, MR, Hall, S., Trotter, EW, Poole, RK, ... & Green, J. (2012). تحليل أنظمة أنشطة عامل النسخ في البيئات ذات تركيزات الأكسجين المستقرة والديناميكية. علم الأحياء المفتوح ، 2 (7)، 120091. https://doi.org/10.1098/rsob.120091
  11. ^ ab Unden, Gottfried; Trageser, Martin (1991). "التعبير الجيني المنظم بالأكسجين في الإشريكية القولونية: التحكم في التنفس اللاهوائي بواسطة بروتين FNR". Antonie van Leeuwenhoek . 59 (2): 65–76. doi :10.1007/BF00445650. ISSN  0003-6072. PMID  1854188. S2CID  33083164.
  12. ^ Ginger, Michael L.; Fritz-Laylin, Lillian K.; Fulton, Chandler; Cande, W. Zacheus; Dawson, Scott C. (2010-12-01). "Intermediary Metabolism in Protists: a Sequence-based View of Facultative Laerobic Metabolism in Evolutionarily Diverse Eukaryotes". Protist . 161 (5): 642–671. doi :10.1016/j.protis.2010.09.001. ISSN  1434-4610. PMC 3021972. PMID 21036663  . 
  13. ^ Jennewein, Jonas; Matuszak, Jasmin; Walter, Steffi; Felmy, Boas; Gendera, Kathrin; Schatz, Valentin; Nowottny, Monika; Liebsch, Gregor; Hensel, Michael; Hardt, Wolf-Dietrich; Gerlach, Roman G.; Jantsch, Jonathan (ديسمبر 2015). "انخفاض مستويات الأكسجين في الأنسجة المعوية المصابة بـ S almonella يعزز تكاثر S almonella في الخلايا البلعمية عن طريق إضعاف النشاط المضاد للميكروبات وزيادة ضراوة S almonella: نقص الأكسجين وتكاثر السالمونيلا". علم الأحياء الدقيقة الخلوي . 17 (12): 1833-1847. doi : 10.1111/cmi.12476 . PMID  26104016.
  • البكتيريا اللاهوائية الاختيارية
  • بكتيريا لاهوائية ملزمة
  • البكتيريا اللاهوائية والبكتيريا اللاهوائية في تحلل (تثبيت) المواد العضوية. محفوظ في 2009-02-05 على موقع واي باك مشين
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=الكائنات_اللاهوائية_الاختيارية&oldid=1249238437"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate