Temel Metabolizma
Tüm canlı türleri yaşamak için besin maddesi almak zorundadır. Alınan besinler vücut içinde parçalanır, parçalanmış bu ürünlerden yeni hücre materyalleri yapılır ve yaşam için gerekli enerji üretilir. Tüm bu biyokimyasal işlemler enzimler aracılığı ile gerçekleştirilir ve bu işlemlerin tümü metabolizma olarak adlandırılır.
Metabolizma, hücre içine alınan maddelerin değişimi, dönüşümü veya hücrede meydana gelen tüm tepkimelerin toplamı olarak tanımlanır. Bütün bu tepkimeler ise katabolizma (parçalanma, dissimilasyon) ve anabolizma (sentez olayları, assimilasyon) olarak iki başlık altında toplanır. Katabolizmada büyük ve kompleks moleküller, daha küçük ve basit moleküllere parçalanır, enerji açığa çıkar ve ara ürünler oluşur. Açığa çıkan enerji anabolizmada kullanılır. Anabolizmada basit moleküllerden kompleks moleküller sentezlenir. Enerji üreten tepkimeler (reaksiyonlar) ile hücresel materyallerin sentezlendiği tepkimeler birbirleriyle bağlantılıdır.
Mikroorganizmalar, enerji kaynaklarına göre fototroflar (güneşten gelen radyant enerjiyi kullananlar), kemoorganotroflar (indirgenmiş organik molekülleri yükseltgeyerek enerji elde edenler) ve kemolitotroflar (indirgenmiş inorganik molekülleri yükseltgeyerek enerji elde edenler) olmak üzere üçe ayrılırlar.
Mikroorganizmalar sadece enerji kaynaklarına göre değil elektron akseptörlerine (alıcılarına) göre de çeşitlilik gösterirler. Enerji kazanımı sırasında üretilen elektronlar (H2 →2H+ + 2e–), daha sonra oksidasyon (yükseltgenme) elemanı olarak görev yaparlar.
Kemoorganotroflar son elektron akseptörü (alıcısı) olarak;
-Fermantasyon yapanlar (endojen organik maddeleri kullananlar),
-Aerobik solunum yapanlar (oksijeni kullananlar),
-Anaerobik solunum yapanlar (nitrat, sülfat, CO2, fumarat vb. maddeleri kullananlar) olmak üzere üç alt grupta toplanırlar. Kemolitotroflar inorganik elektron akseptörü olarak O2, sülfat, nitrat vb. maddeleri kullanırlar.
Fermantasyon, organik moleküllerin hem elektron donörü (vericisi) hem de elektron akseptörü (alıcısı) olarak faaliyet gösterdiği bir enerji üretim şeklidir. Solunumda ise inorganik moleküller, elektron akseptörü olarak kullanılarak enerji üretilir. Aerobik solunumda oksijen, anaerobik solunumda ise inorganik bileşikler, elektron akseptörü olarak kullanılır. Kemolitotroflarda ise elektron donörü ve elektron akseptörü, inorganik bileşiklerdir.
Bütün mikroorganizmalar gelişmeleri ve çoğalmaları için enerji kaynağına, hidrojen veya elektron vericilerine (donörlerine) ve C asimilasyonu için karbon kaynağına gereksinirler. Mikroorganizmaların beslenme tipinde bu üç temel gereksinim dikkate alınır. Tüm mikroorganizmalar enerjilerini iki temel yolla kazanabilir. Cyanobacter spp. ve diğer fotosentez yapan bakteriler güneş ışığını kullanarak enerji sağlarlar ve bunlar "fototrof"olarak tanımlanır.
Diğer mikroorganizmalar ise enerjilerini kimyasal maddelerin oksidasyonu ile kazanırlar ve bunlar "kemotrof" olarak tanımlanırlar. Kemotroflar içinde kimyasal enerjiyi anorganik maddelerin oksidasyonu ile sağlayanların yanında sadece organik bileşikleri okside ederek enerji kazananlar da vardır.
Algler, Cyanobacter spp., purpur sülfür bakterileri, yeşil sülfür bakterileri, purpur non-sülfür bakterileri, yeşil non-sülfür bakterileri, nitrifikantlar, sülfürikantlar, hidrojen bakterileri ve demir bakterileri gibi özel grupların dışında diğer bütün bakteriler, fungi ve protozoanın beslenme tipi kemoorganotrof-heterotroftur. Bu beslenme şeklinde enerji kaynağı organik bileşikler; hidrojen/ elektron kaynağı organik [H] ya da e– donör; karbon kaynağı ise yine organik bileşiklerdir.
Mikroorganizmalarda hücre yapıları ve fonksiyonları ile metabolizma konuları üniversitelerin ilgili bölümlerinde yüksek lisans ve doktora dersleri bünyesinde verilmektedir. Bu sitede ana sayfada görülen Gıda Mikrobiyolojisi kitabının 01.04. Gıda Mikrobiyolojisinde Önemli Metabolik Yollar ve 02.06.01 Gelişme bölümlerinde daha ayrıntılı bilgiler vardır. Bu kitap, şifresiz ve ücretsiz olarak bilgisayarlara, cep telefonlarına indirilebilir. Ayrıca ve özellikle bu ana klasördeki Bakteri Metabolizması dosyasının okunması önerilir.