„Metanogének” változatai közötti eltérés
| [ellenőrzött változat] | [ellenőrzött változat] |
a Robot: Automatikus szövegcsere (-szabadgyök +szabad gyök) |
Syp (vitalap | szerkesztései) Nincs szerkesztési összefoglaló |
||
| 1. sor: | 1. sor: | ||
[[File:Arkea.jpg|thumb|''Methanopyrus kandleri'']] |
|||
| ⚫ | |||
A '''metanogén baktériumok''', röviden '''metanogének''' olyan [[mikroorganizmus]]ok, melyek anyagcseréjük során oxigénszegény ([[anaerob]]) körülmények között [[metán]]t állítanak elő. A [[baktériumok]]tól elkülönülő [[Archea]] doménbe tartoznak, nem alkotnak rendszertani csoportot ([[polifiletikus]]ak). [[Obligát anaerob]] szervezetek. |
|||
[[Vizes élőhely]]eken gyakoriak, ahol a [[mocsárgáz]] kialakulásáért felelősek, de jelen vannak az állati [[bélflóra|bélflórában]] is, ahol a [[kérődzők]] által felböfögött levegő, illetve a [[szellentés]] metántartalmát okozzák.<ref> |
|||
{{cite book |
|||
|author = Joseph W. Lengeler |
|||
| year = 1999 |
|||
| title = Biology of the Prokaryotes |
|||
| isbn = 0-632-05357-7 |
|||
| page = 796 |
|||
|publisher = Thieme |
|||
|location = Stuttgart }} |
|||
</ref> Óceáni üledékekben a [[biometanáció]] általában a felső rétegek alatti részekre korlátozódik, ahol a [[szulfát]]tartalmat kimerítették.<ref>{{cite journal |
|||
|author=J.K. Kristjansson, ''et al.'' |
|||
|year=1982 |
|||
|title=Different Ks values for hydrogen of methanogenic bacteria and sulfate-reducing bacteria: an explanation for the apparent inhibition of methanogenesis by sulfate |
|||
|journal=Arch. Microbiol. |
|||
|volume=131 |
|||
|pages=278–282 |
|||
|doi=10.1007/BF00405893 |
|||
|issue=3 |
|||
}}</ref> A metanogén Archaea-populációk fontos szerepet játszanak a szennyvizek anaerob kezelésében is.<ref>[http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359511310001984 Meisam Tabatabaei, Raha Abdul Rahim, André-Denis G. Wright, Yoshihito Shirai, Norhani Abdullah, Alawi Sulaiman, Kenji Sakai and Mohd Ali Hassan. 2010. Importance of the methanogenic archaea populations in anaerobic wastewater treatments (Process Biochemistry- 45(8), pp: 1214-1225)]</ref> Más metanogének [[extremofil]]ek, [[hévforrás]]okban és tenger alatti [[hidrotermikus kürtő]]kben élnek, illetve a földkéreg „szilárd” kőzetében, kilométerrel a felszín alatt. |
|||
Nem tévesztendők össze a [[metanotróf]] élőlényekkel, melyek metánt ''fogyasztanak'' szén- és energiaigényük kielégítésére. |
|||
==Történet== |
==Történet== |
||
| 6. sor: | 28. sor: | ||
==Jellemzőik== |
==Jellemzőik== |
||
| ⚫ | |||
Obligát anaerob élőlénycsoport, ami azt jelenti, hogy az [[oxigén]] halálos méreg a számukra. A legtöbb metanogén gyorsan elpusztul oxigén jelenlétében, mert nincsenek megfelelő [[enzim]]eik a keletkező [[szabad gyök]]ök eltávolítására. Kivétel például a Methanosarcina barkeri, melyben anaerob életmódja ellenére megtalálható a [[szuperoxid dizmutáz]] ([[SOD]]) enzim, így valamivel hosszabb ideig elviseli az oxigént. |
Obligát anaerob élőlénycsoport, ami azt jelenti, hogy az [[oxigén]] halálos méreg a számukra. A legtöbb metanogén gyorsan elpusztul oxigén jelenlétében, mert nincsenek megfelelő [[enzim]]eik a keletkező [[szabad gyök]]ök eltávolítására. Kivétel például a Methanosarcina barkeri, melyben anaerob életmódja ellenére megtalálható a [[szuperoxid dizmutáz]] ([[SOD]]) enzim, így valamivel hosszabb ideig elviseli az oxigént. |
||
| 41. sor: | 64. sor: | ||
==Biotechnológiai felhasználás== |
==Biotechnológiai felhasználás== |
||
[[Biogáz]]termelésre próbálják őket használni. |
[[Biogáz]]termelésre próbálják őket használni. |
||
==Jegyzetek== |
|||
{{jegyzetek}} |
|||
{{portál|biológia}} |
{{portál|biológia}} |
||
A lap 2014. január 27., 18:35-kori változata
A metanogén baktériumok, röviden metanogének olyan mikroorganizmusok, melyek anyagcseréjük során oxigénszegény (anaerob) körülmények között metánt állítanak elő. A baktériumoktól elkülönülő Archea doménbe tartoznak, nem alkotnak rendszertani csoportot (polifiletikusak). Obligát anaerob szervezetek. Vizes élőhelyeken gyakoriak, ahol a mocsárgáz kialakulásáért felelősek, de jelen vannak az állati bélflórában is, ahol a kérődzők által felböfögött levegő, illetve a szellentés metántartalmát okozzák.[1] Óceáni üledékekben a biometanáció általában a felső rétegek alatti részekre korlátozódik, ahol a szulfáttartalmat kimerítették.[2] A metanogén Archaea-populációk fontos szerepet játszanak a szennyvizek anaerob kezelésében is.[3] Más metanogének extremofilek, hévforrásokban és tenger alatti hidrotermikus kürtőkben élnek, illetve a földkéreg „szilárd” kőzetében, kilométerrel a felszín alatt.
Nem tévesztendők össze a metanotróf élőlényekkel, melyek metánt fogyasztanak szén- és energiaigényük kielégítésére.
Történet
A lidércek és Volta
1776-ban az olasz fizikus-polihisztor Alessandro Volta (akit főként elektromossággal kapcsolatos munkáiról tartunk számon) írta le először a metanogének működésével járó metánképződést, mint a lidércfény racionális magyarázatát. A folyamat hátterében álló titokzatos baktériumok tiszta tenyészetét csak jóval később, 1947-ben sikerült előállítani, az anaerobokkal való nehézkes laboratóriumi munka miatt.
Jellemzőik
Az ide tartozó baktériumok közös tulajdonsága, hogy mindannyian a molekuláris hidrogén anaerob oxidációjával nyernek energiát. Obligát anaerob élőlénycsoport, ami azt jelenti, hogy az oxigén halálos méreg a számukra. A legtöbb metanogén gyorsan elpusztul oxigén jelenlétében, mert nincsenek megfelelő enzimeik a keletkező szabad gyökök eltávolítására. Kivétel például a Methanosarcina barkeri, melyben anaerob életmódja ellenére megtalálható a szuperoxid dizmutáz (SOD) enzim, így valamivel hosszabb ideig elviseli az oxigént.
Csoportosításuk
A baktériumokat elsősorban azon hőmérséklethatárok szerint csoportosítjuk, amelyek között életműködéseiket a legerőteljesebb módon fejtik ki:
- kriofil baktériumok, amelyek a 20 °C alatti hőmérsékletet kedvelik
- mezofil baktériumok, amelyek a 20 °C - 40 °C közötti hőmérsékletet kedvelik,
- termofil baktériumok, amelyek csak 40 °C felett élnek és anyagcseréjük 50 °C - 60 °C között a legintenzívebb.
Fejlődésük
A baktériumsejt élete során a következő fejlődési szakaszokon megy keresztül:
- megduzzadás vízfelvétel révén,
- fejlődés és növekedés,
- kifejlődött sejtek osztódása
Anyagcsere
Általában elsődleges szénforrásként a széndioxidot hasznosítják, amit molekuláris hidrogénnel redukálnak (a hidrogén eközben oxidálódik). A szén-dioxidból ezalatt metán keletkezik. A reakció eredménye egy membrán két oldalán létrejövő elektrokémiai gradiens. Az ebből származó energiát ATP (adenozin-trifoszfát) képzésére fordítják. Az ilyen anyagcserét folytató élőlényeket hidrogenotrófoknak nevezzük. Velük szemben a növények a vizet használják a szén-dioxid redukciójához.
Bár a tengerekben képződő metán nagyrészt a széndioxid redukciójának eredménye, kis mennyiségben acetátból is képződik. Azokat az Archaeakat, amelyek az acetátot hasznosítják anyagcseréjük során, acetotrófoknak nevezzük. A metilotróf baktériumok pedig metilaminokat, metanolt vagy metántiolt is hasznosíthatnak.
Sejtfal
Sejtfaluk a többi Archaeahoz hasonlóan murein helyett pszeudomureint tartalmaz. Emiatt a lizozim nem bontja a sejtfalukat, és számos olyan antibiotikum, ami az Eubacteria csoport tagjaival szemben jól működik, rájuk nézve hatástalan.
Sejtmembrán
A metanogén sejtmembrán kettős lipidrétegében zsírsavésztereket nem találunk, helyettük diéter- és tetraéter glikolipidek fordulnak elő, emiatt rigidebb (kevésbé rugalmas) membránjuk van.
Ökológia
Jelenlétük vizes élőhelyeken általános, metanogén baktériumok állnak a lidércfény működésének hátterében is. Sokan közülük különböző állatok bélrendszerében élnek, például termeszekben, bálnákban, szarvasmarhában vagy emberben. Ők felelősek a termelődő bélgáz metántartalmáért (nem elhanyagolandó mennyiség: ember: 3 l/nap, szarvasmarha: 200 l/nap).
Az oxigénmentes helyeken fejlődő biológiai rendszerekben (pl. mélytengeri közösségek) a metanogének kulcsszerepet játszanak: eltávolítják a fölösleges hidrogént és az élőhely többi anaerob tagjának fermentációs termékeit. A metanogénekre jellemző, hogy kifejezetten jól érzik magukat olyan helyeken, ahol a más jellegű elektronakceptorok (mint például oxigén, nitrát, szulfát vagy a háromértékű ionok) már mind elfogytak. A kőzetek belsejében élő metanogének hidrogénjüket a víz radioaktív és termikus bomlásából nyerik.
A Föld számos extrém élőhelyén találhatunk metanogéneket: Grönland jegébe temetve kilométerekre a jégfelszín alatt, vagy forró, száraz sivatagi talajban. Az Archaea csoporton belül a metanogének fordulnak elő leggyakrabban a mélyen a talaj felszíne alatt húzódó élőhelyeken.
Biotechnológiai felhasználás
Biogáztermelésre próbálják őket használni.
Jegyzetek
- ↑ Joseph W. Lengeler. Biology of the Prokaryotes. Stuttgart: Thieme, 796. o. (1999). ISBN 0-632-05357-7
- ↑ J.K. Kristjansson, et al. (1982). „Different Ks values for hydrogen of methanogenic bacteria and sulfate-reducing bacteria: an explanation for the apparent inhibition of methanogenesis by sulfate”. Arch. Microbiol. 131 (3), 278–282. o. DOI:10.1007/BF00405893.
- ↑ Meisam Tabatabaei, Raha Abdul Rahim, André-Denis G. Wright, Yoshihito Shirai, Norhani Abdullah, Alawi Sulaiman, Kenji Sakai and Mohd Ali Hassan. 2010. Importance of the methanogenic archaea populations in anaerobic wastewater treatments (Process Biochemistry- 45(8), pp: 1214-1225)
