Che cosa è la respirazione batterica?

ome gli esseri umani e altri animali i batteri hanno bisogno di respirare. In alcuni casi i batteri usano l'ossigeno per respirare come fanno gli umani. In altre situazioni i batteri usano una o più molecole diverse come accettori di elettroni finali per la respirazione. Lo scopo della respirazione è di fornire alla cellula le molecole appropriate per creare energia sotto forma di adenosina trifosfato ATP. L'ATP è la valuta energetica delle cellule consentendo l'avvio di importanti processi cellulari.

Glicolisi

La respirazione batterica inizia con una fase la glicolisi che si occupa principalmente della decomposizione dello zucchero per creare ATP e importanti sottoprodotti. Nella glicolisi una molecola organica nota come piruvato fornisce energia al ciclo di Kreb ed è scomposta in due molecole di acetil-CoA. L'acetil-CoA è la principale fonte di carbonio che entra nel ciclo di Kreb per la produzione di energia. Il ciclo di Kreb utilizza queste molecole per creare una piccola quantità di ATP e una grande quantità di NADH + e FADH2. NADH + e FADH2 hanno una grande importanza nel donare protoni al potenziale di membrana attorno alla catena di trasporto degli elettroni che guida ulteriormente la produzione di ATP.

Il Grado Protonico

NADH + e FADH2 agiscono come trasporti per protoni. Queste molecole si spostano dal ciclo di Kreb alla catena di trasporto degli elettroni e trasportano i protoni. Nella catena di trasporto degli elettroni NADH + e FADH2 donano i protoni e aumentano il gradiente protonico all'esterno della cellula. Quando una quantità sufficiente di protoni si trasferisce al di fuori della membrana cellulare la cellula è pronta per iniziare a produrre adenosina trifosfato.

Catena di trasporto degli elettroni

Oltre all'ossigeno i batteri possono respirare con molte diverse molecole organiche e inorganiche. Secondo l'Ohio State University i batteri anaerobici usano molecole inorganiche come nitrato solfato e carbonato come accettori di elettroni finali nel luogo dell'ossigeno. Queste molecole si trovano all'estremità della catena di trasporto degli elettroni. La catena di trasporto degli elettroni nei batteri utilizza i prodotti della glicolisi un processo che abbatte gli zuccheri per creare un gradiente protonico attraverso la parte esterna della membrana cellulare. Questi protoni attraversano quindi la membrana cellulare guidando l'aggiunta di un gruppo fosfato ad adenosina difosfato una molecola di adenosina con solo 2 gruppi fosfato per produrre trifosfato di adenosina.

Mutazioni nei geni nel la catena di trasporto degli elettroni causa una diminuzione della funzione nella catena che può portare alla cella a non produrre abbastanza energia per vivere. Spesso le mutazioni nella catena di trasporto degli elettroni sono deleteri; causano la morte cellulare. I processi cellulari semplicemente non possono procedere senza l'energia prodotta dalla catena di trasporto degli elettroni.

Poisons

La catena di trasporto degli elettroni può essere bloccata attraverso l'uso di veleni. Il veleno per topi funziona bloccando uno dei primi passaggi nella catena di trasporto degli elettroni. Altri veleni come il cianuro e il blocco del monossido di carbonio scendono più in basso nella catena. L'uso di veleni non è in genere raccomandato per controllare una popolazione batterica problematica poiché i veleni non distinguono tra catene di trasporto di elettroni umani e batterici.