Społeczność
blog.ekologia.pl   Blogerzy   Asiunia   Geobacter
3

Geobacter

Geobacter sp. to rodzaj beztlenowej bakterii żyjącej w osadach, mułach i ściekach, redukuje żelazo i ma zdolnośc przenoszenia elektronów czyli generowania prądu elektrycznego. Geobacter wykorzystuje nie tylko żelazo, ale i pierwiastki radioaktywne i związki ropochodne w obecności CO2, tlenki metali to akceptory elektronów. 
Pierwszy raz wyizolowano ją w piaskach rzeki Potomac, w 1987 Derek Lovley, później odnaleziono ja w beztlenowych warunkach gleby i osadów wodnych, bakteria ma zdolnośc wiązania metali radioaktywnych, substancji ropochodnych przy wydzielaniu CO2, wykorzystywana jest do usuwania substancji ropopochodnych i uranu z wód gruntowych. Usuwa też związki chloroorganiczne, wszystko to w warunkach beztlenowych. Przekształca U rozposzczalny w nierozpuszczalny.
Kolejna cecha jest zdolność do pozakomórkowego transferu elektronów EET, co może umozliwić budowanie elektrowni ze scieków i osadów. Okazało się, że bakterie przewodza prąd podobnie do nanorurek węglowych, elektrony z cytochromów płyna pilami między bakteriami, pile mają podobne przewodnictwo jak metale.
Obok Geobacter sp. sa inne bakterie redukujące metale DMRB, przenoszą e- na tlenki metali, jest tu np. żyjąca w morzu Shewanella sp. odpowiadająca za psucie ryb.
Cytochromy Geobacter i Shewanella sa na zewnętrznej pow. blony komórkowej, maja gr. hemowe oddające i przyjmujące e-, cytochromy tworzą wypustki pile, którymi przekazują e- do innych osobników i minerałów, również flawina odbiera z pow. komórki e- i przekazuje je na akceptory. Bakterie moga również wypuszczać e- z wnętrza komórek, dzięki obecnym na zewnętrznej powierzchni blony cytochromom, one transportują e- na zewnątrz, podczas reakcji jest utlenienia cytochromowego żelaza Fe2+ do Fe3+ i jego redukcja do Fe2+. Shewanella także wydziela flawiny , które transportują e- na minerały, flawina odbiera e- od bakterii zanosi go akceptor i wraca po następny, wszystko odbywa sie na drodze dyfuzji. Przewodnictwo pili odpowiada przewodnictwu nanowłókna węglowego i krzemu, jeden pilus podtrzymuje oddychanie jednej komórki, jest transportowane 106 e- na sekunde. Pilusy maja przenosniki e- odległe od siebie o mnij niż 1 nm, jeden z cytochromów Szewanelli ma gr. hemowe odl. od siebie o 0,7 nm. Są to mikrokrystaliczne struktury MtrF.
Po zorganizowaniu bakterii w 3D biofilm na pow. akceptorów e, wtedy bakterie na pow. akceptora maja łatwy dostęp do akceptorów, trudny do donorów, dalej od akceptora, blisko pow. filmu maja trudny dostęp do donora, bakterie transportują e- przez biofilm, wytwarza się potencjał redox. Cytochromy stają się komponentami redox, cytochromy daja e- na pili, które daja e- do kolejnej komórki i tak przez cały biofilm. Taki przepływ e- jest też w osadach morskichu u proteobakterii Desulfobulbaceae, utlenianie H2S z red. O2 wymaga wielokomórkowych łańcuchów bakteryjnych dł. 1 cm. Bakterie te chociaż nie maja zewnątrzkomórkowych cytochromów ani odp. pili radzą sobie, te bliżej osadów utleniają H2S, e- przekazywane są do pow. biofilmu, cała rodzina ma wspólną zewnętrzną blone komórkową, a w peryplazmie sa strunowate błonowe struktury zdolne do przewodzenia ładunków elektrycznych. e- ida przez miliony komórek. Ta kolonia komórek zachowuje sie jak jeden organizm. Podobne struktury tworza zyjąca w ziemi gramm-ujemna Myxobacteria sp. i ameba Dictyostelium gromadzą się w kolonie, końcowe komórki przekształcaja sie w spory, które są rozsiewane na nowe terytoria. Podobne kolonie tworzą też drożdże. Ekspresja genów w każdej warstwie tych komórek jest różna jak u wielokomórkowego organizmu. Sinice tworzą kolonie by oddzielić fotosyntezę od wiązania N2, enzymy wiążące azot sa wrażliwe na O2.
Wyczuwanie kworum czyli porozumiewanie się bakterii związkami chem. tak bakterie określają wielkośc populacji, to jedna z metod porozumiewania się komórek w koloni. U Geobacter i Shewanella moga porozumiewać sie tak przy pomocy EET. EET u Shewanelli i Desulfobulbaceae jest w 1 stronę, dzięki temu komórki znają swój stopień utl. i regulują ekspresje genów w odpowiedzi na zmiane warunków, bakterie wyczuwają tak zmiany nateżenia światła, stęż zw. chem i zmiany pH [Odkrycie społeczności mikrobów, które przekazują elektrony pomiędzy komórkami na względnie dużą odległość, otwiera drzwi do nowego pola w mikrobiologii. Mohamed Y. El-Naggar, Steven E. Finkel]
Geobacter może być wykorzystana do pord. prądu. Hodowano Geobacter sulfrreducens na anodach grafitowych w ogniwie paliwowym, bakterię pokryły anodę warstwą biofilmu i przekazywały do niej e- pochodzące z własnego metabolizmu, potrzeba tylko pożywki, która mogą byc osady rzeczne lub ścieki, potraktowanie kolonii prądem wzmogło transport e-, można je wykorzytsać do podwodnych urządzeń badających np. morskie organizmy [http://www.mojeopinie.pl/prad_ze_sciekow_i_z_blota,3,1254
951902]
Ten wpis czytano 766 razy.
iluka - Niedziela, 09 Listopad 2014 16:44
Dziekuje za piękny gif:) Pozdrawiam serdecznie:)
Asiunia - Sobota, 25 Październik 2014 11:35
ImageHostedbyFotoZrzut.pl
.Kamil - Piątek, 24 Październik 2014 20:07
Odsłon: 740173
Asiunia
Mam licencjat z biologii i mgr z ochrony środowiska specjalność biologia środowiska na UJ, chciałabym podzielić się wiedzą, którą przekazali mi moi wykładowcy.
<< Październik 2019 >>
PnWtŚrCzPtSoNd
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031   
zobacz wszystkie wpisy »