Ma’ruza matni Toshkent – 2014 1-mavzu. Kirish. Mikrobiologiya fanining maqsadi va vazifalari

MIKROORGANIZMLARNING NAFAS OLIShI
Oksidlanish protsessining eng takomillashgan formasi va hayot uchun zarur bo‘lgan energiya ajratadigan prossss bu nafas olishdir. Har bir tirik organizmga xos nafas olish tipi muayyan protsessga xizmat qiluvchi fermentlar yirindisiga borliq. Nafas olish protsessida shakarlar, oqsillar, yog‘lar yoki hujayradagi boshqa zapas moddalar havo kislorodshshng ishtiroki bilan oksidlanadi, oqibatda karbonat angidrnd bnlan suv hosil bo‘ladi. Protsessda ajralib chiqqan energiya mikroorganizmlarning hayot faoliyati uchun, o‘sishi va rivojlanishi uchun sarf bo‘ladi.
Nafas olish protsessini quyidagi tsnglama bilan ifodalash mumkin:
C₆H₁₂O₆ + O₂ = 6SO₂ + 6N₂O + 2,8710« J
Yuqoridagi tenglamadan ko‘rinib turibdiki, nafas olish protsessida ko‘p miqdorda energiya ajralar ekan, lekin u ozozdan ajraladi. Uning bir qismi ATFda to‘planadi, zarur bo‘lgan vaqtda ATF parchalanadi va xayot uchun zarur energiya ajraladi. Nafas olish protsessnda sodir buladigan fermentativ reaksiyalar hayvonlarda, o‘simliklarda, ko‘pchilik mskroorganizmlarda bnr xilda boradi. Nafas olish protsessi glyukoza molekulasining oksidlanishn bilan boshlanadi va tubandagn bosqichlardan iborat.
Barcha tirik organizmlar xayot uchun zarur bo‘lgan energiyani moddalar almashinuvp protsessidan (metabolizm protsessidan) oladi. Energiya manbai tashqi muhitdan kirgan oziq moddalardir. Hujayrada bu moddalar fermsntlar ishtirokida o‘zgarishlarga uchraydi. Moddalar almashinuvi protsessida — metabolizmda asosan ikki funksiya amalga oshadi: hujayra kompoisntdari uchun qurilish materiallari yetkazib beriladi; nkkinchidan, hujayradagi sintez protsesslarn uchun energiya yetkazib beriladi. Moddalar almashinuvi asosan uch boskichdan iborat. Birinchi bosqichda oziq mahsulotlari kichikroq fragmentlarga (bo‘laklarga) parchalanadi (parchalanish — katabolnzm); nkkinchp bosqichda organik kislotalar va fosforli efirlar hosil bo‘ladi (oraliq moddalar almashinuvi — amfibolizm). Bu bosqichlar birbiriga chambarchas bog‘liq.
Turli past molekulali bnrikmalardan: pirouzum kislota, sut kislota, sirka aldegid, fosfodioksiaseton, fosfoglitserindan, hujayra komponentlari — qurilish bloklari: aminokislotalar, purin va pirimidin asoslari, fosfatlar, organik knslotalar va boshqalar sintezlanadi. Bulardan polimer makromolekulalari (nuklein kislotalar, oqsillar, zapas oziq moddalar, hujayra qobiri va hokazolar) hosil bo‘ladi. Bu bosqichlar, ya’ni qurilish bloklari va polimerlarning sintezlanishi moddalar almashinuviniig uchinchi bosqichi — anabolnzm deb nomlanadi.
Uglevodorodlar glyukoza fosfat kislota yordamida aktivlanadi, so‘ngra gidrolitik fermentlar ishtirokida geksozalargacha parchalanadi. Xosil bo‘lgan glyukoza fosfat kislota qoldiri birikishidan aktivlashadi va pnrouzum kislotaga aylanadi hamda ATF hosil bo‘ladi. Bu anaerob faza yoki Embden Meyergof Parnas yo‘li yoki glyukozaning glikolitik parchalanishidir, bu reaksiyalarnnng borishi uchun kislorod zarur emas.
S. P. Kostichev fikriga ko‘ra, pirouzum kislota (SN₃SOSOON) hosil bo‘lishi asosiy o‘rishsh egallaydi, bundan keynn esa nafas olish va bijg‘ish protsesslari birbiridan fark qiladi (33 betdagi sxsmaga qarang).
Nafas olish protsessida pirouzum kislotadan SO₂ ajraladi va sirka knslota hosil bo‘ladi. Sirka kislota asetil (SN₃—SO) gruppa shaklida koenzim — A fermentiga birikib, asetilkoenzim — A (SN₃—SO_Z—Ko—A) degan moddaga aylanadi. Bu modda suv ishtirokida oksalatsirka kislota bilan ko‘shilishi natijasida limon kislota hosil bo‘ladi.
Limon kislota tarkibidan bir molekula suv ajralib sisakonit kislota hosil bo‘ladi. Sisakonit kislotaga bir molekula suv birikib, limon kislota hosil qiladi. Bu kislota vodorodini yo‘kotib, oksalat qaxrabo kislotaga aylanadi. Reaksiya vaqtida suv va organik moddalardan ajralgan vodorod va elektronlar (2N⁺ va 2e~) havodan qabul qilingan va aktivlashgan kislorod bilan birikib, suv hosil qilishda ishtirok etadi. So‘ngra oksalatqaxrabo kislotadan SO₂ ajraladi va ketoglyutar kislota hosil bo‘ladi. Kislota bir molskula suv biriktirib olib, o‘zndan bir molekula vodorodni va bir molekula SO₂ ajratib qahrabo knslotagacha oksidlanadi. Ajralgan vodorod atomlari havo kislorodi bilan birikib suv hosil qiladi.
Vodorodni yo‘qotgan qahrabo kislota fumar kislotagacha oksidlanadi. Fumar kislotaga suv birikishidan olma kislota hosil bo‘ladi. Krebs snklining oxirgi bosqichida olma kislotadan bnr molekula N₂ ajralib, oksalatsirka kislota hosil bo‘ladi. Bu kislota enol shaklga o‘tib, Krebs siklidagi reaksiyalarda ishtirok etadi. Nafas olishda ko‘p mnqdorda oralik mahsulotlar hosil bo‘ladi, bulardan alanin, asparagin, glyutamin aminokislotalari, yog‘ kislotalar, yog‘lar, oqsillar, vitaminlar sintezlanishi mumkin.
Nafas olish protsessida hosil bo‘ladigan energiyaning bir qismi mikroorganizmlarda yorug‘lik energiyasi shaklida tarqaladi. Kislorodga bo‘lgan munosabatiga qarab, bakteriyalarni bir necha gruppalarga ajratish mumkin. Ko‘pchiligi xavo kislorodi bo‘lishini talab qiladi, bular aeroblardir. Aksincha, anaeroblar havo kislorodi bo‘lmasa yaxshi rivojlanadi, bular anaeroblardir. Fakultativ anaeroblar substratda oz miqdorda kislorod bo‘lsa yaxshi rivojlanadi.
1. Obligat aeroblar atmosferada 21% kislorod bo‘lsa yaxshi rivojlanadi. Odatda, suyuq va qattiq oziq muhiti yuzasida o‘sadi (vabo vibrioni, sarsinalar, sil tayoqchalari va boshqalar).
2. Mikroaerofillar oz mikdorda (10%) kislorod bo‘lsa ham o‘sa oladi (sut-kislotali bijg‘ituvchilar).
3. Fakultativ aeroblar molekulyar kislorod bo‘lmasa ham ko‘paya oladi (ko‘pchilik patogen va saprofit bakteriyalar).
4. Obligat anaeroblar kislorod bo‘lsa rivojlana olmaydi. Kislorod cheklovchi salbiy faktor (qoqshol klostridiysi, botulizm, gazli gangrena tayoqchalari).
Tabiiy sharoitda anaeroblar aeroblar bilan simbioz holda uchraydi. Aeroblar kislorodni o‘zlashtirib, anaeroblar uchun zarur sharoit yaratib beradi.
Laboratoriyalarda, sanoat korxonalarida aerob bakteriyalar o‘stirish uchun suv orqali kislorod o‘tkaziladi, mikroblar suv qatlami orasida o‘sib, 1 l eritmada 1 g quruq modda to‘plaganligi aniqlangan.
Aeroblar o‘zi uchun zarur bo‘lgan energiyani nafas olish protsessndan olsa, anaeroblar bijgish protsesslaridan oladi, bunda har bir molekula geksoza parchalanishidan 2 molekula ATF hosil bo‘lsa, aerob fazada 30 molekula ATF hosil bo‘ladi. Bakteriyalar va ayniqsa mog‘or zamburug‘lari kuchli nafas oladi. Masalan, 3 kunlik kulturasi 34° da 24 soatda 682 sm³ SO₂ ajratgan bo‘lsa, xuddi shuncha vaqt ichida siren kurtaklari 15° da atigi 35 sm³ SOg ajratgan.