好気性菌と嫌気性菌の違いは何ですか?

微生物、特に細菌は、とりわけ、物理的外観、培養特性、エネルギーおよび栄養素の要求量、生合成能力、最適な増殖温度、酸素要求量などの異なる特性に応じて、いくつかのグループに分類されている。 細菌を分離するために使用される分類の 1 つは酸素要求量です。これにより、ロットが 2 つの主要なグループ、つまり、一般に増殖に酸素を必要とする好気性菌または細菌種と、増殖に酸素を必要としない嫌気性菌または細菌種に分類されます。

酸素 (O2) は、多くの微生物種の代謝、成長、生存にとって重要な分子ですが、一部のグループは酸素の存在下では生存できませんが、他のグループはこれら 2 つの中間に位置し、酸素耐性がある微生物と考えられています。 酸素が関与する生化学反応では、生体に害を及ぼす過酸化水素やスーパーオキシド フリーラジカルなどの反応性の高い分子が形成されます。 これらの分子の影響に対抗するために、細菌はフリーラジカルを水などのより安全な形態の酸素化合物に変換する酵素を持っています。 一部の微生物、好気性菌は、酸素代謝に使用されるカタラーゼ、ペルオキシダーゼ、スーパーオキシドジスムターゼなどの酵素を持っています。 他の嫌気性菌は、これらのフリーラジカルを変換する酵素を持たないため、周囲の酸素の存在下では生存できません。

最初のグループは好気性菌と呼ばれ、3 つのクラスに分けられます。すなわち、代謝と主に好気呼吸のための生合成に酸素を必要とする偏性好気性菌、一方、酸素を必要としないが酸素の存在下で最適に増殖できる通性好気性菌、そして最後の一つは微好気性好気性菌で、細胞内に酸素に敏感な分子を持っているため、代謝のために消費する酸素の量は非常に少ないです。 好気性細菌は酸素を最終的な電子受容体として利用し、それを水に変換することができます。

もう 1 つのグループは嫌気性菌で、さらに 2 つのクラスに分類されます。 耐気性嫌気性生物は、酸素を必要としないが、酸素が存在しても生存できるが、代謝に酸素を使用できない生物です。 一方、偏性嫌気性菌は、環境に酸素が導入されると生存できなくなります。 好気性菌と比較して、嫌気性菌はエネルギー代謝中の最終的な電子受容体として二酸化炭素、硫黄、酢酸などの他の分子を使用します。

酸素要求量に基づいて細菌を分類するために使用される特定の生化学反応があります。 通常、未知の細菌が酸素を利用できるかどうかを確認するために、酸化還元反応指示薬色素が培地に添加されます。 レザズリン色素は、嫌気条件や酸素利用を示すために一般的に使用される色素で、還元されると色が青からピンクに変化し、酸素との反応を示します。 色の変化の強さは、通常、培地中に存在する細菌種の酸素要求量と関連しています。 この方法は通常、牛乳の嫌気状態を実証するために牛乳で行われます。

一部の研究者は、すべての種の細菌が実験室で培養できるわけではないため、細菌の酸素要求量を決定するための従来の技術を実行するのに問題を抱えている傾向がありますが、他の研究者、特に一部の嫌気性細菌は酸素の存在に非常に敏感であり、厳格な技術を必要とします。無酸素状態を維持するため。 しかし、シーケンス技術などの新しい技術の助けを借りて、酸素要求量やその他の生化学的特性の決定を簡単に行うことができます。 全ゲノム配列決定は、生物が持つすべての特性の全体像を提供します。 これは、生物が酸素代謝に使用される酵素をコードする遺伝子を持っているかどうかを知るために使用できます。 一方、トランスクリプトームシーケンスなどの特定のシーケンス技術を使用すると、酸素濃度の変動などの増殖条件の変化に対する細菌の反応を確認できます。