Физиология бактерий – раздел микробиологии, изучающий процессы, протекающие в бактериальной клетке.
Основные процессы, входящие в понятие физиология - метаболизм (питание, энергетический обмен, рост и размножение), взаимодействие бактерий с окружающей средой. На знаниях о метаболизме бактерий основываются методы их культивирования, получения чистых культур и таксономическое определение.
Подробности физиологических процессов патогенных и условно-патогенных микроорганизмов важны при изучении патогенеза инфекционных заболеваний, при постановке микробиологического диагноза, лечении и профилактике инфекций.
Кроме того знание физиологии, биохимии и молекулярной биологии бактериальной клетки необходимы для возможности использования их в биотехнологиях в качестве живых микроскопических биохимических реакторов.
Химический состав бактериальной клетки
Доля сухого вещества бактериальной клетки составляет около 10%, остальное приходится на воду, которая может находиться в связанном и свободном состоянии. Вода выполняет роль жидкости, поддерживающей тургор в клетке, принимает участие в гидролитических реакциях и выступает как растворитель и средообразователь Высушивание бактерий приводит к остановке метаболизма, и нередко к их гибели.
Однако в высушивание в условиях вакуума и глубокой заморозки – лиофилизация, позволяет сохранить жизнеспособность многих бактерий, сто применяется при изготовлении вакцин, транспортировки и хранении культур.
Сухое вещество бактерий:
- 52% белки
- 17% - углеводы
- 9% - липиды
- 16% - РНК
- 3% - ДНК
- 3% - минеральные вещества.
Типы питания бактерий Все организмы в зависимости от их источника углерода подразделяются на автотрофов (используют неорганический источник углерода -углексилый газ) и гетеротрофов (используют в качестве источника углерода готовые органические вещества). Самыми простыми для усвоения бактериями формами углерода являются аминокислоты, липиды, многоатомные спирты и углеводы.
Автотрофы
Среди автотрофов выделяются две большие группы:
- Фотоавтотрофы
- Хемоавтотрофы
Фотоавтотрофы
Фотоавтотрофы характеризуются тем, что усваивают неорганический углерод в виде углекислого газа. В качестве источника энергии при этом используется ультрафиолетовый свет. Данный процесс помогает жить автономно многим видам бактерий-продуцентов. Фотоавтотрфы среди бактерий используют два основных вида фотосинтеза. Большинство использует только одну фотосистему, что не сопровождается фотолизом воды и, как следствие, выработкой кислорода.
Хемоавтотрофы
Хемоавтотрофы характеризуются тем, что усваивают неорганический углерод при помощи энергии, выделяющейся при разрушении химических связей, которая вырабатывается при взаимодействии с неорганическими соединениями. Хемоавтотрофы подразделяются на литрофов и органотрофов в зависимости от источника электронов в реакциях обмена веществ. Среди литотрофов есть бактерии перерабатывающие Н2, NH3, H2S, Fe2+.
Среди гетеротрофов также выделяются несколько типов:
- сапрофиты (используют в качестве источника углерода мертвые органические материалы и не зависят от других организмов)
- паразиты – (получают питательные вещества от макроорганизма-хозяина).
Паразиты бывают облигатные и факультативные. В первом случае паразиты не имеют возможность существовать вне клеток организма хозяина. Основные представители бактерий-паразитов, имеющих значение в медицине – риккетсии и хламидии. Факультативные паразиты могут существовать вне организма хозяина.
