Mikroorganizmlar fiziologiyasi

Mikroorganizmlar metabolizmi

Katabolizm va biosintez xakida tushuncha.

Mikroorganizm hujayrasiga o`tgan moddalar Har xil kimyoviy reaktsiyalarda qatnashadi. Bundan tashqari hujayra hayot faoliyatida ishtirok etadigan kimyoviy reaktsiyalarning hammasi birgalikda, katabolizm — modda almashish deyiladn. U

metabolizmning bir qismidir, ya`ni metabolizm = katabolizm + biosintezdir. Katabolizm yoki energiya almashinishi, oziqa moddalari — uglevodlar, oqsil va yoglarining parchalanishi oksidlanish reaktsiyalari hisobiga amalga oshib, natijada energiya ajralib chiqadi. Mikroorganizmlarda ikki xil katabolizm mavjud bo`lib, ular: aerob nafas olish va bijg`ish jarayonlaridir.

Aerob nafas olishda, organik modda tuliq parchalanadi va ko`p miqdorda energiya ajralib chiqadi. Oxirgi mahsulot sifatida

energiyaga kambag`al moddalar (СO2, Н2O) hosil bo`ladi. Bijg`ish jarayonida esa organik moddalarning chala parchalanishi kuzatiladi. Kam miqdorda energiya ajralib chiqadi va energiyaga boy oxirgi mahsulotlar (etanol, sut kislota, moy kislota va xokazo) hosil bo`ladi.

Katabolizmda ajralib chiqadi erkin energiya ATF shaklida tuplanadi.

Biosintez (konstruktiv modda almashish) jarayonida atrof muhitdagi sodda birikmalardan makromolekulalar (nuklein

kislota, oqsillar, polisaHaridlar va boshqalar) sintezlanadi. Bu jarayonda katabolizmda ajralib chiqqan erkin energiya sarflanadi (bunday energiya fotosintez, xemosintez va boshqalarda ham hosil bo`ladi) va ATF holida tuplanadi. Katabolizm va biosintez bir vaqtda o`tadi, ko`pgina reaktsiyalar va oraliq mahsulotlar ular uchun umumiy bo`lishi mumkin.

Oksidlanish jarayonining eng takomillashgan formasi va hayot uchun zarur bo`lgan energiya ajratadigan jarayon bu nafas

olishdir. Har bir tirik organizmga xos nafas olish tipi muayyan jarayonga xizmat qiluvchi fermentlar yig`indisiga bog`liq. Nafas olish jarayonida shakarlar, oqsillar, yoglar yoki hujayradagi boshqa zapas moddalar havo kislorodining ishtirokn bilan oksidlanadi, okibatda karbonat angidrid bilan suv hosil bo`ladi. Jarayonda ajralib chiqadi energiya mikroorganizmlarning hayot faoliyati uchun, o`sishi va rivojlanishi uchun sarf bo`ladi.

Nafas olish jarayonini quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin: С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + 2,87 106 J

Yuqoridagi tenglamadan kurinib turibdiki, nafas olish jarayonida ko`p miqdorda energiya ajralar ekan, lekin u oz-ozdan ajraladi. Uning bir qismi ATF da tuplanadi, zarur bo`lgan vaqtda ATF parchalanadi va hayot uchun zarur energiya ajraladi. Nafas olish jarayonida sodir bo`ladigan fermentativ reaktsiyalar hayvonlarda, o`simliklarda, ko`pchilik mikroorganizmlarda bir xilda boradi. Nafas olish jarayoni glyukoza molekulasining oksidlanishi bilan boshlanadi va tubandagi bosqichlardan iborat.

Barcha tirik organizmlar hayot uchun zarur bo`lgan energiyani moddalar almashinuvi jarayonidan (metabolizm jarayonidan) oladi. Energiya manbai tashqi muhitdan kirgan oziq moddalardir. Hujayrada bu moddalar fermentlar ishtirokida

o`zgarishlarga uchraydi. Moddalar almashinuvi jarayonida — metabolizmda asosan ikki funktsiya amalga oshadi: hujayra komponentlari uchun qurilish materiallari yetkazib beriladi; ikkinchidan, hujayradagi sintez jarayonlari uchun energiya yetkazib

beriladi. Moddalar almashinuvi asosan uch bosqichdan iborat. Birinchi bosqichda oziq mahsulotlari kichikrok fragmentlarga (bulaklarga) parchalanadi (parchalanish — katabolizm); ikkinchi bosqichda organik kislotalar va fosforli efirlar hosil bo`ladi (oraliq moddalar almashinuvi — amfibolizm). Bu bosqichlar bir-biriga chambarchas bog`liq.

birikmalardan: pirouzum kislota, sut

fosfodioksiatseton,

past

sirka komponentlari

molekulali

aldegid,

—

fosfoglitserindan, aminokislotalar,

Turli kislota, hujayra purin

va pirimidin asoslari,

qurilish fosfatlar,

bloklari:

organik kislotalar va

boshqalar sintezlanadi. Bulardan polimer makromolekulalari (nuklein kislotalar, oqsillar, zapas oziq moddalar, hujayra kobig`i va xokazolar) hosil bo`ladi. Bu bosqichlar, ya`ni qurilish bloklari va polimerlarning sintezlanishi moddalar almashinuvining uchinchi bosqichi — anabolizm deb nomlanadi.

Mikroorganizmlar fermentlari. Mikroorganizmlar metabolizmi va undagi jarayonlarni tushunish uchun avvalo usha jarayonlarda qatnashadigan fermentlar va ularning ahamiyati bilan qisqacha tanishish lozim.

Fermentlar biologik katalizatorlardir. Ular bir vaqtning o`zida minglab reaktsiyalarni olib boradi va shu reaktsiyalar metabolizmi asoslarini tashkil etadi. Fermentlar odatda u parchalaydigan substrat nomiga aza qushimchasi qo`shib nomlanadi.

Tsellyulaza tsellyulozani, tsellobiaza tsellobiozani, ureaza mochevinani parchalaydigan fermentlardir. Fermentlar ko`pincha fermentlar olib boradigan reaktsiyasining kimyoviy tabiatga qarab ham nomlanadi.