호기성 생물과 혐기성 생물의 차이점은 무엇입니까?

미생물, 특히 박테리아는 물리적 외관, 배양 특성, 에너지 및 영양 요구량, 생합성 능력, 최적 성장 온도, 산소 요구량 등과 같은 다양한 특성에 따라 여러 그룹으로 분류되었습니다. 박테리아를 분리하는 데 사용되는 분류 중 하나는 산소 요구량입니다. 이는 로트를 두 가지 주요 그룹, 즉 일반적으로 성장을 위해 산소가 필요한 호기성 박테리아 종과 성장을 위해 산소가 필요하지 않은 혐기성 박테리아로 나눕니다.

산소(O2)는 많은 미생물 종의 신진대사, 성장 및 생존에 중요한 분자입니다. 그러나 일부 그룹은 산소가 있는 경우 생존할 수 없는 반면, 다른 그룹은 이 둘 사이에 위치하여 산소 내성 미생물로 간주됩니다. 산소와 관련된 생화학 반응에서는 유기체에 해를 끼치는 과산화수소 및 과산화물 자유 라디칼과 같은 반응성이 높은 분자가 형성됩니다. 이러한 분자의 영향에 맞서기 위해 박테리아에는 자유 라디칼을 물과 같은 보다 안전한 형태의 산소 화합물로 변환하는 효소가 있습니다. 일부 미생물인 호기성균은 산소 대사에 사용되는 카탈라제, 퍼옥시다제, 슈퍼옥사이드 디스뮤타제와 같은 효소를 보유하고 있습니다. 다른 혐기성 미생물은 이러한 자유 라디칼을 변환하는 효소를 갖고 있지 않으므로 주변에 산소가 있는 곳에서는 생존할 수 없습니다.

호기성 생물이라고 불리는 첫 번째 그룹은 주로 호기성 호흡을 위해 대사 및 생합성을 위해 산소가 필요한 절대 호기성 생물, 반면에 조건 호기성 생물은 산소가 필요하지 않지만 산소가 있는 곳에서 최적으로 자랄 수 있는 세 가지 클래스로 나뉩니다. 마지막 하나는 세포 내부에 산소에 민감한 분자가 있기 때문에 대사를 위해 아주 최소한의 산소를 사용하는 미호기성 호기성 생물입니다. 호기성 박테리아는 산소를 최종 전자 수용체로 활용하고 이를 물로 전환할 수 있습니다.

다른 그룹은 두 가지 클래스로 더 구분되는 혐기성 미생물입니다. 호기성혐기성균은 산소가 필요하지 않고 산소가 있어도 생존하지만 대사에 산소를 사용할 수 없는 혐기성균이다. 반면에 절대혐기성 생물은 환경에 산소가 유입되면 생존할 수 없습니다. 호기성 생물과 비교하여 혐기성 생물은 에너지 대사 과정에서 최종 전자 수용체로 이산화탄소, 황, 아세테이트와 같은 다른 분자를 사용합니다.

산소 요구량에 따라 박테리아를 분류하는 데 사용되는 특정 생화학 반응이 있습니다. 알려지지 않은 박테리아가 산소를 활용할 수 있는지 확인하기 위해 일반적으로 산화환원 반응 지시 염료를 배지에 첨가합니다. Resazurin 염료는 혐기성 조건과 산소 이용률을 보여주기 위해 일반적으로 사용되는 염료이며 환원되면 색상이 파란색에서 분홍색으로 바뀌어 산소와의 반응을 나타냅니다. 색상 변화의 강도는 일반적으로 배지에 존재하는 박테리아 종의 산소 요구량과 관련이 있습니다. 이 방법은 일반적으로 우유의 혐기성 상태를 보여주기 위해 우유에서 수행됩니다.

일부 연구자들은 모든 종의 박테리아가 실험실에서 배양될 수 없기 때문에 박테리아의 산소 요구량을 결정하기 위해 기존 기술을 수행하는 데 문제가 있는 경향이 있는 반면, 다른 연구자, 특히 일부 혐기성 박테리아는 산소 존재에 매우 민감하여 엄격한 기술이 필요합니다. 혐기성 상태를 유지하기 위해. 그러나 시퀀싱 기술과 같은 신기술의 도움으로 산소 요구량 및 기타 생화학적 특성을 쉽게 결정할 수 있습니다. 전체 게놈 시퀀싱은 유기체가 가지고 있는 모든 특성에 대한 전체적인 관점을 제공합니다. 이는 유기체가 산소 대사에 사용되는 효소를 코딩하는 유전자를 가지고 있는지를 아는 데 사용될 수 있습니다. 반면, 전사체 서열 분석과 같은 특정 서열 분석 기술을 사용하면 산소 농도 변화와 같은 성장 조건 변화에 대한 박테리아의 반응을 확인할 수 있습니다.