Жизненная стратегия бактерий состоит в постоянном воспроизведении своей биомассы за счёт интенсивного метаболизма (обмена веществ). Однако, все многообразие химических реакций, происходящих внутри бактериальной клетки, сводится к двум разнонаправленным, но тесно взаимосвязанным процессам: анаболизм и катаболизм.

Этапы метаболизма

Конструктивный метаболизм (анаболизм) – состоит из реакций направленных на образование из поступающих в клетку веществ составных частей и веществ клетки. Этот процесс потребляет свободную энергию, запасенную в химической форме в молекулах аденозинтрифосфата (АТФ) и прочих макроэнергетических соединениях.

Энергетический метаболизм (катаболизм)– состоит из реакций, сопровождающихся разрушением веществ, высвобождением энергии и преобразованием ее в химическую аденозинтрифосфат(АТФ) и электрохимическую формы. Данная энергия может быть использована во всех энергозависимых процессах.

Пути реакций анаболизма и катаболизма состоят из большого числа последовательных ферментативных реакций и делятся на три этапа:

  1. Периферический метаболизм – превращение субстрата под действием экзоферментов микроорганизмов.
  2. Промежуточный метаболизм – ферментативные реакции, приводящие к образованию метаболитов.
  3. Конечный метаболизм – использование конечных продуктов конструктивного метаболизма для построения вещества клеток и выведение в окружающую среду конечных продуктов.

Периферический метаболизм прокариот характеризуется большим разнообразием, что проявляется в использовании в качестве исходных субстратов и энергии широкого набора неорганических и органических веществ. Эта способность обусловлена различиями в наборах клеточных экзоферментов. Промежуточный метаболизм бактерий значительным разнообразием не отличается.

Взаимосвязь анаболизма и катаболизма

Конструктивные и энергетические процессы в клетках протекают одновременно и очень тесно связаны между собой. Такая взаимосвязь приводит к образованию амфиболитов – промежуточных соединений, которые используются в каждом из метаболических путей.

Назначение метаболизма

Биологическое назначение метаболизма состоит в следующем:

  • генерация энергии в молекулах аденозинтрифосфатаАТФ и прочих богатых энергией соединениях;
  • образование субъединиц, из которых синтезируются макромолекулы основных биополимеров клетки (белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот, липидов);
  • активация образованных субъединиц путем переноса фосфатной группы с аденозинтрифосфата (АТФ). Такой перенос требует затраты энергии, но необходим, поскольку только активированные субъединицы вступают в реакцию полимеризации;
  • синтез специфических макромолекул из активированных субъединиц, т. е. их полимеризация.

(c) Справочник AgroXXI