Fotosyntéza purpurových sirných bakterií je dosažitelná použitím síry, vodíku a sirovodíku jako zdrojů elektronů v anoxygenních podmínkách.
Fialové sirné bakterie jsou anaerobní organismy. Používají síru ze sirovodíku a jiné organické hmoty v anoxygenních podmínkách. Přijímají síru oxidací a přeměňují ji na granule síry a následně vzniká kyselina sírová.
Kde tedy probíhá fotosyntéza fialových sirných bakterií? Odpověď zní, proces fotosyntézy v fialové sirné bakterie se děje v buněčné membráně bakterií, kde jsou přítomny aktivní konjugované pigmenty. Přesněji řečeno, shluky a pigmenty vezikul v buněčné membráně jsou místem, kde probíhá fotosyntéza. Tyto sirné granule uvnitř bakteriální buňky lze jasně vizualizovat pod mikroskopem 1000X.
Fialové sirné bakterie se nacházejí většinou ve stojatých vodách, horkých pramenech, kde je vysoký obsah síry. Tento typ bakterií roste opravdu dobře na místech bohatých na síru.
Fialové sirné bakterie jsou gramnegativní, bez spór tvořící bakterie které patří do skupiny anaerobních proteobakterií (netolerují kyslík ani v minimálním množství), ale jen málo z nich je mikroaerofilních (vyžaduje malé množství kyslíku), které mají schopnost provádět fotosyntézu. Tyto bakterie se dělí do dvou skupin: Chromatiaceae a Ectothiorhodospiraceae.
Důvod názvu "PURPLE""SÍRABakterie jsou způsobeny barvou, která je vidět. Tyto bakterie jsou vidět fialové až růžové. To je způsobeno přítomností karotenoidů v bakteriálním chlorofylu. Bakteriální chlorofyl produkuje pigment. Tento pigmentovaný prvek v jejich struktuře dává fialovým bakteriím převládající fialovou barvu. Když se bakteriální kolonie vyskytují v mnoha počtech, fialová až růžová barva povrchu nebo vody je pozorována i pouhým okem.
Ekologický přínos bakterií Purple sirných bakterií je v tom, že hrají zásadní roli při fixaci atmosférického uhlíku, vynechávají přebytečné světlo ve formě tepelné energie.
Vzhledem k tomu, že používají sirovodík na síru a metan je přijímán jako zdroj uhlíku, hrají převládající roli i v bioremediaci, protože snižují toxicitu a zápach vody.
Příklady: Nitrosococcus sp.
Co je fotosyntéza na bázi síry?
Většina fotosyntetických organismů využívá jako zdroj elektronů kyslík v molekule vody. Existují však určité anaerobní organismy, které nemohou tolerovat kyslík, ale přesto provádějí proces fotosyntézy. Jak toho nyní dosáhnou?
Tyto organismy používají síru jako zdroj elektronů pro tento proces. Toto se nazývá fotosyntéza na bázi síry a je také známá jako anoxygenní fotosyntéza (není zapojen žádný kyslík).
Co využívají sirné bakterie jako zdroj elektronů při fotosyntéze?
oni používají síra, vodík, sirovodík a další organické látky jako zdroje elektronů.
Jak fialové sirné bakterie provádějí fotosyntézu?
Bakterie Purple sirné provádějí fotosyntetický proces párem bakteriochlorofylu (BChl a a BChl b ), P870 absorbuje světlo (foton) v infračervené oblasti 700 nm až 1000 nm a daruje elektron bakteriofeofytinu.
Tento elektron je pak převeden do sekvence nosiče elektronů tj. Chinon-ubichinon a menachinon, komplex cytochromu bc a nakonec elektronový řetězec.
Během tohoto procesu vzniká protonová motorická síla (PMF), která později produkuje ATP (adenosintrifosfát). Elektrony jsou rezervované a mohou být znovu použity. Produkovaný adenosintrifosfát je molekula energie, která se nakonec vytvoří.
Přenos elektronů a fotosyntetická reakční centra jsou přítomna v buněčné membráně v jednotce fotosyntetické reakce.
Fotosyntetická jednotka je tvořena světlosběrnými nebo sběrnými komplexy (LHI & LHII) a reakční centrum je místem, kde dochází k separaci nábojů. LHI má více bakteriofylů (přítomných ve fotosyntetické jednotce) a má absorpci maximálně 870 nm ve srovnání s LHII. LHII má méně bakteriofylů, nižší maximální absorpci, která je pozorována při 850 nm a nevyskytuje se u všech fialových bakterií.
Tyto komplexy sbírající světlo (LHI a LHII) jsou přítomny v intracytoplazmatické membráně (kde jsou přítomny váčky vezikul, tubuly nebo vrstvené lamelární listy). Mají zvětšený povrch pro lepší absorpci světla (fotonů). Přenos energie je prováděn světlosběrnými komplexy do reakčního centra.
Toto jsou centrální membránové proteiny které mají α- a β- apoproteinové monomery. Každý z těchto membránových proteinů se pak nekovalentně váže na bakteriochlorofyl a karotenoidy.
Rovnice fotosyntézy fialových sirných bakterií:
6 CO2 + 12H2S → (CH2O)n+ 6H2O +12 S
Oxid uhličitý + sirovodík → jednoduché cukry + voda + síra (anoxický stav)
Fialové sirné bakterie přijímají oxid uhličitý a oxidují sirovodík (který vytváří zápach zkažených vajec), produkují jednoduché molekuly cukru, vodu a síru.
Jsou fialové nesírové bakterie fotosyntetické?
Ano, Purple nesirné bakterie jsou také fotosyntetické organismy.
Fialové nesirné bakterie mohou být fotoheterotrofy (organismy, které produkují energii pomocí světla, ale nemohou využívat oxid uhličitý jako primární zdroj C (uhlíku), fotoautotrofy (organismy, které využívají světlo. oxid uhličitý a mohou si vytvářet vlastní potraviny pomocí procesu fotosyntézy), chemoheterotrofy (organismy, které získávají energii chemickými látkami a také spotřebovávají různé jiné organismy k růstu).
Tyto bakterie mají tendenci posouvat své nutriční požadavky na základě dostupnosti a mnoha dalších faktorů, jako je; úroveň anaerobiózy (jak nízká je hladina kyslíku), zdroj uhlíku a dostupnost světla.
Fialové nesírové bakterie nemohou používat síru ze sirovodíku nebo jiných zdrojů síry jako donor elektronů pro redukci oxidu uhličitého. Proto je známá jako fialové nesirné bakterie a také vysoký obsah síry je pro tuto skupinu bakterií toxický.
Nyní zde vyvstává otázka,
Jaký je zdroj elektronů u purpurových nesirných bakterií?
Vodík je jejich donorem elektronů, zatímco bakterie tolerují menší množství síry. Ve vyšších koncentracích se bakteriím v této atmosféře nedaří.
Příklady fialových nesirných bakterií: Rhodopseudomonas, Rhodospirillum.
Přečtěte si více o Kroky replikace bakteriální DNA
Mají purpurové sirné bakterie chlorofyl:
Ne, fialové sirné bakterie nemají chlorofyl.
Místo toho mají hlavní světlo sbírající pigment zvaný bakteriochlorofyl (BChla & BChlb), který pomáhá při fotosyntéze.
Tento bakteriochlorofyl silně absorbuje světlo v infračervené oblasti (700 nm až 1000 nm), čímž spouští proces fotosyntézy.
Získávají fialové a zelené sirné bakterie energii z kyslíkové fotosyntézy?
Ne, Vzhledem k tomu, že purpurové a zelené sirné bakterie jsou anaerobní organismy (nemohou prospívat v okysličeném prostředí) nebo v některých případech mikroaerofilní (které snesou jen málo kyslíku) organismy, kyslíková fotosyntéza rozhodně není možná.
Jak se liší fotosyntéza u zelených a fialových bakterií?
Zelené bakterie absorbují delší vlnové délky než fialové bakterie, které absorbují kratší vlnové délky světla.
Zelená síra bakterie mají extracelulární usazeniny síry, plynové váčky, chlorozomy a bakteriochlorofyly a,c,d nebo e, zatímco bakterie Purple sirné mají intracelulární usazeniny síry, pouze bakteriochlorofyly a nebo b.
Fialové sirné bakterie nemají plynové váčky ani chlorosomy.
Jaká je funkce Calvinova cyklu u fialových bakterií
Fotosyntéza fialových bakterií je podobná fotosystému I (protože neumí využívat molekuly vody, fotosystém II není možný).
Oxidace sirovodíku přes elementární síru na síran se provádí pomocí Calvinův cyklus.
Role Calvinův cyklus u purpurových bakterií je také během procesu zachycovat oxid uhličitý.
Kde se u fialových bakterií vyskytuje Calvinův cyklus fotosyntézy?
Chromatofor je místo, kde probíhá přítomný pigment fotosyntézy a probíhá fotosyntéza.
Chromatofor je prvek v bakterie a jiné určité organismy, které produkují výrazná barva absorbováním vlnové délky.
Jaký je způsob reprodukce u purpurových sirných bakterií?
Aby každý organismus přežil, musí se rozmnožovat. Způsob reprodukce u bakterií je nepohlavní rozmnožování a fialové sirné bakterie také podstupují nepohlavní rozmnožování.
Typ nepohlavní reprodukce je binární štěpení, při kterém se jedna fialová sirná bakterie rozdělí na dvě dceřiné buňky a proces množení nebo replikace pokračuje.
Další fakta týkající se bakterií Purple sirných:
Protože hrají zásadní roli v procesu bioremediace (čištění životního prostředí pomocí živých mikroorganismů), vědci nyní získali zájem o pěstování těchto bakterií v přírodních (jezera a rybníky s vysokým obsahem síry) nebo umělých médiích (laboratoř), aby věděli více o jejich mechanismy a učinit z něj lepší prvek pro lidstvo v bioremediaci jako fyzikální sanace, chemická sanace vyžaduje nálož lidské práce a použití drsných chemikálií, které nejsou ekologické a nejsou šetrné do kapsy. Když je použit biologický prvek, stává se ekologickým a také šetrným do kapsy a postsanační proces není tak únavný jako fyzikální a chemický.
Také čtení:
- Jsou bakterie prokaryotické nebo eukaryotické
- Struktura bakteriálního chromozomu
- Všechny bakterie provádějí fotosyntézu
- Co je plasmid dna v bakteriích
- Mají bakterie chloroplasty
- Má bakterie vakuolu
- Mají bakterie lysozomy
Dobrý den, jsem Sugaprabha Prasath, postgraduální absolvent v oboru mikrobiologie. Jsem aktivním členem Indické asociace aplikované mikrobiologie (IAAM). Mám zkušenosti s výzkumem v preklinické (Zebrafish), bakteriální enzymologii a nanotechnologii. Publikoval jsem 2 výzkumné články v mezinárodním časopise a několik dalších bude teprve publikováno, 2 sekvence byly předloženy NCBI-GENBANK. Jsem dobrý v jasném vysvětlování pojmů v biologii na základní i pokročilé úrovni. Moje specializace je biotechnologie, mikrobiologie, enzymologie, molekulární biologie a farmakovigilance. Kromě akademiků miluji zahradničení a pobyt s rostlinami a zvířaty.
Můj profil na LinkedIn-