5 esempi di respirazione anaerobica

La respirazione anaerobica è il processo respiratorio mediante il quale diversi microrganismi ottengono energia e metabolizzano i composti organici mentre sono in assenza di ossigeno molecolare.

Nella respirazione aerobica, l'ossigeno agisce come un recettore di elettroni all'estremità della catena di trasporto degli elettroni. Questa catena è il processo attraverso il quale le cellule possono generare energia.

Gli organismi che svolgono la respirazione anaerobica, principalmente organismi procariotici, sostituiscono l'ossigeno con altri composti che fungono da accettori finali nella catena di trasporto degli elettroni.

Non confondere la respirazione anaerobica con processi fermentativi. Nel secondo caso, l'accettore di elettroni finisce per essere una molecola organica che non è completamente ridotta e che non esiste una catena di trasporto degli elettroni come nei processi di respirazione.

Nella respirazione anaerobica, gli accettori di elettroni all'estremità della catena di trasporto degli elettroni possono essere composti come zolfo, solfati, nitrati e anidride carbonica, tra gli altri.

Alcuni esempi di respirazione anaerobica

Uso di nitrati come accettori di elettroni

Alcuni organismi del genere Geobacter, come G. metallireducens e G. sulphurreducens possono usare sostanze umiche come donatori di elettroni e usare nitrato e / o fumarato come accettori di elettroni.

In generale, gli organismi che effettuano questo processo riducono i nitrati (n₃^-) ai nitriti (n₂^-) mediante l'enzima nitrato reduttasi.

A loro volta, i nitriti possono essere usati come accettori di elettroni da altri organismi.

Solfato come un accettore di elettroni

Desulfovibrio desulfuricans è un batterio riducente al solfato. Questo tipo di batteri utilizza solfato come accettante finale di elettroni. Alcune specie del genere Clostridium usano anche i solfati in questo modo.

L'uso di solfati (SO₄^2-) come un accettore di elettroni termina nella produzione di ione solfito (S^2-) o idrogeno solforato (H₂S).

Nel solfuro, nel suolo e nei depositi di acqua dolce è comune trovare batteri che usano i solfati come accettori di elettroni.

Anidride carbonica come accettante di elettroni

Molti degli organismi metanogeni, cioè responsabili della produzione di metano, usano l'anidride carbonica come accettante di elettroni.

I batteri del genere appartengono a questo gruppo Methanobacterium, Methanococcus e Methanosarcina, tra gli altri.

È comune trovare organismi metanogenici che usano il biossido di carbonio come un accettore di elettroni nei sistemi di trattamento delle acque anaerobici industriali.

In questi sistemi sono comuni anche gli organismi che usano il solfato come un accettore di elettroni.

Ferro come accettore di elettroni

Altri organismi possono usare lo ione ferrico come un accettore di elettroni. In questo processo lo ione ferrico (Fe³⁺) è ridotto a ione ferroso (Fe²⁺).

Detta riduzione è effettuata dal ferro dell'enzima reduttasi, presente in organismi come Geobacter metallireducens.

Organismi che possono utilizzare più accettori di elettroni

Gli organismi viventi hanno una grande capacità di adattamento, che ha permesso a molti di usare più accettori di elettroni.

È il caso di Anaeromyxobacter dehalogenans, un ceppo che può essere utilizzato come accettori di elettroni, composti diversi come nitriti, nitrati, ferro, ossigeno, fumarato e persino uranio.

riferimenti

1. Gerardi M. (2003). La microbiologia dei digestori anaerobici. John Wiley and Sons. New Jersey, Stati Uniti
2.  Lovley D. et al. Umica come donatore di elettroni per la respirazione anaerobica. Microbiologia ambientale. 1999; 1 (1): 89-98
3. Seifriz W. Respirazione anaerobica. Scienza, nuova serie. 1945; 101 (2613): 88-89
4. Scott G. Anaerobic Respiration vs. Fermentation. Scienza, nuova serie. 1945; 101 (2632): 585-586
5. Wu Q. Sanford R. Löffler F. Uranium (VI) Riduzione diAnaeromyxobacter dehalogenans Ceppo 2CP-C. Microbiologia ambientale applicata. 2006; 72 (5): 3608-3614.