Дисиміляторне дихання — це процес, при якому мікроорганізми окислюють органічні або неорганічні субстрати для отримання енергії з виділенням кінцевих продуктів, які не включаються в біосинтез клітини (на відміну від асиміляторного метаболізму, де продукти використовуються для синтезу клітинних речовин).
- Ключова ознака: кінцеві продукти “викидаються” у середовище, а не використовуються для побудови клітинних компонентів.
- Використовується для отримання АТФ (енергії).
Дисиміляторне дихання у бактерій
- Кисень не обов’язковий
- У анаеробних бактерій кінцевий акцептор електронів може бути:
- нітрат (NO₃⁻) → редукується до N₂, NO, N₂O
- сульфат (SO₄²⁻) → редукується до H₂S
- карбонат (CO₃²⁻) → метаногенез → CH₄
- Органічні сполуки → ферментація
- У анаеробних бактерій кінцевий акцептор електронів може бути:
- Різниця від асиміляторного метаболізму
- Асиміляторне: продукти (наприклад, амоній або сульфати) використовуються для синтезу клітинних молекул.
- Дисиміляторне: продукти виділяються у середовище.
- Енергетичний ефект
- Відбувається окислення субстрату → передача електронів на кінцевий акцептор → синтез АТФ через хеміосмотичний механізм (як у диханні з киснем, але з іншими акцепторами).
Приклади
| Тип дисиміляторного дихання | Кінцевий акцептор | Продукт |
|---|---|---|
| Нітратредукція | NO₃⁻ | NO₂⁻, N₂, N₂O |
| Сульфатредукція | SO₄²⁻ | H₂S |
| Ферментація | органічні сполуки | органічні кислоти, спирти, гази |
| Метаногенез | CO₂ | CH₄ |
Основне значення
- Дисиміляторне дихання забезпечує енергією анаеробні мікроорганізми у відсутності кисню.
- Важливе для біогеохімічних циклів (азот, сірка, вуглець).
- Сприяє патогенності анаеробних бактерій, наприклад:
- Bilophila та інші сульфатредукуючі бактерії виробляють H₂S, що пошкоджує тканини.