Cyanobakterier




Over: en glødetråd av en nitrogenfikser cyanobacterium som Ananbaena eller Nostoc. Den store celle til venstre er en
eterociste , de store riktige granule celler er en akinete (sporer). Metodene for heterocysts og akinetes
langs kjeden er karakteristisk for arten eller belastning.

Nitrogenfiksering

Fiksering er den biokjemiske prosessen med å fange og konvertere atmosfærisk gass inn nitrogen
brukbare organiske nitrater. (Fiksering er en gammel alkymistisk begrep som betyr å gjøre solid). Plantene er generelt ikke i stand til å
bruker nitrogengass, selv om noen planter, for eksempel belgfrukter, nitrogenfikserende bakterier i roten knuter havnen,
og i utveksling av næringsstoffer levert fra anlegget til anlegget mat bakterier med nitrater som
anlegget kan bruke. Generelt er de planter krever nitrogen i form av jord nitrater at deres røtter kan absorbere.

Cyanobakterier er de eneste organismene som kan utføre både oxygenic (oksygen-generasjon)
fotosyntese og nitrogenfiksering. De oppnår begge funksjoner av en arbeidsdeling - vegetative celler fotosyntese,
utført, mens spesialiserte celler heterocysts kaller å lage nitrogenfiksering. Lave konsentrasjoner av oksygen raskt og irreversibelt inaktivere
nitrogenase enzymeroppgave å fikse nitrogen, slik at fotosyntesen, som
genererer oksygen, må holdes atskilt fra nitrogen fiksing. De fleste av disse nitrogenfikserende cyanobakterier er
filamentaous og produsere nitrogen-innfesting spesialiserte celler, kalt heterocysts . Eksempler er
Nostoc og Anabaena. eterociste nitrogenase syntese og er undertrykt når kombinert / fast nitrogen er allerede til stede.
Mangelen av kombinert nitrogen stimulerer eterociste og nitrogenase produksjon, men hvis nitrogengassen er nødvendig
også fraværende, så utviklings arrestert på et mellomstadium, kalt proheterocyst. Omtrent 5-10% av
celler utvikler i heterocysts i en periode på 30 timer.

Eterociste. Heterocyst er utformet med jevne mellomrom langs filamentene. De heterocysts har lag av ekstern
veggtykkelse og thylakoids bli konsentrert nær celle polene og spesiell polar tilkoblinger skjema
hvor eterociste er knyttet til vegetative celler. Deres tykke vegger er utformet for å begrense spredning av oksygen i
celle, mens enzymene nøytralisere ethvert oksygen som kommer inn i cellen. Klorofyll a er til stede, men
phycobiliproteins er fraværende. Noen deler av foto maskiner er nedregulert (PS II er
inaktiv og Rubisco er også mangler, slik at de kan løse enten karbondioksid eller oksygen for å produsere lys). [For
en beskrivelse av PS II og Rubisco se fotosyntese.] Men noen komponenter i foto maskiner
(som PS jeg) oppregulert og disse komponentene er i stand til å dra nytte av lyset energi å produsere
ATP i en prosess som kalles fotofosforylering . Dette gir heterocysts med
energi til å fikse nitrogen. Pust anvender hydrogen som utvikles under nitrogenfiksering (nitrogenase produserer
molekyl av hydrogen for hvert molekyl av fiksert nitrogen). Den eterociste avhenger av vegetative celler av
nitrogentilførsel, reduksjonsmiddel (elektrondonorer) til å redusere ammonium nitrogen, sukkere for drivstoff og, eventuelt, som virker som reduksjons
nødvendig, og glutamat, alt via microplasmodesmata . De heterocysts
feste nitrogen til ammonium-ioner som diffunderer til de tilstøtende vegetative celler via microplasmodesmata, i hvert fall noe av denne
ammonium kombineres med glutamat for dannelse av glutamin som deretter eksportert til
vegetative celler (som behandler den glutamin ved å fjerne nitrogen og snu ryggen til glutamat).

Bare cyanobakterier og noen andre former for bakterier kan fikse nitrogen. Dette er en av grunnene til at så fruktbare elveslette ha
: flomvannet etterlate masser av bakterier, inkludert cyanobakterier, som fester nitrogen og så
øke jordas fruktbarhet.

Anoxygenic fotosyntese

Ikke heterocystous nitrogen-innfesting cyanobakterier er valgfritt (som betyr at de kan gjøre dette som et alternativ)
fotosyntese anoxygenic
(fotosyntese som produserer oksygen) og fikse nitrogen i
anaerobe vekstvilkår. Oscillatoria limnetic, en innbygger av hypersaline sjøer, produserer ingen heterocysts, men kan
fotosyntesen ved hjelp av sulfid, snarere enn vann, som et reduksjonsmiddel (elektrondonor) og produksjon av
svovel i stedet for oksygen. Siden de ikke produserer oksygen som kan utføre nitrogenfiksering i de samme cellene. I
mørkt kan de fortsatt produserer ATP fra puste deres mat reserver av polyglukose bruker svovel som endelig elektronakseptor
, snarere enn oksygen. De kan også puste i anaerobe forhold til gjæring. Det er andre mekanismer for å beskytte nitrogenase fra oksygen
i cyanobakterier som er dårlig forstått.

Mange stammer er valgfritt Chemotrophic i mørket, men disse forbli constituitve
fotoapparat og kan fotosyntese umiddelbart når lyset blir innført. Mange produsenter Phycoerythrin stammer vise
utfyllende kromatisk tilpasning: når dyrket i grønt lys har en høy fysoerytrin for phycocyanin
forhold, men når dyrket under rødt lys har svært lite fysoerytrin. Denne reaksjon synes å være formidlet av en lysfølsom pigment
fytokrom-aktig.

cyanobacterial økologi

Cyanobakterier trives i akvatiske miljøer, og selv om de alle krever fuktighet for vekst, mange er bakkenett.
Overflaten av ørken jord kan encrusted med cyanobakterier, som i ørkenen i Utah. Disse cyanobakterier
tørke og bli inaktiv når den er tørr, men raskt hydrat og gjenoppta vekst når fuktigheten
er til stede, produksjon av knuter.


Legg igjen en kommentar