Biología

Bactérias aeróbicas vs. anaeróbicas: comparação e diferenças

Mundo anaeróbico

Imagine um mundo sem oxigênio. Você pode estar imaginando um terreno baldio estéril como a lua, mas neste cenário, a imagem é exatamente o oposto. O ambiente está cheio de vulcões quentes que expelem substâncias químicas vitais para o mundo aquoso. De alguma forma, as criaturas coexistem com milhares de outras espécies, todas prosperando neste ecossistema único. O que são essas criaturas? Eles são bactérias anaeróbias . Eles são organismos unicelulares que não precisam de oxigênio para sobreviver e, na verdade, o oxigênio os matará. Eles vivem nas fontes hidrotermais da parte mais profunda dos oceanos e usam produtos químicos em vez da luz do sol para fazer comida.

Hoje, aprenderemos sobre as bactérias anaeróbias que não precisam de oxigênio para sobreviver, bem como suas contrapartes bem conhecidas, os aeróbios, que precisam de oxigênio. Mas primeiro, o que são bactérias?

Bactérias

As bactérias são pequenos organismos unicelulares que não possuem um núcleo (um compartimento para conter seu DNA). Eles são chamados de procariontes. Outras células mais complexas, como as do nosso corpo, são chamadas de eucarióticas.

As bactérias podem ser anaeróbicas ou aeróbicas. Aeróbio significa que envolve oxigênio, então as bactérias anaeróbias podem sobreviver sem oxigênio. Normalmente, os organismos usam oxigênio para produzir energia, mas esses organismos encontraram maneiras de contornar isso. Todos os organismos produzem energia por meio da respiração celular, mas eles fazem isso de maneira diferente dependendo se são anaeróbicos ou aeróbicos. Nesta lição, veremos os diferentes tipos de respiração celular e, a seguir, mostraremos alguns exemplos de cada tipo de bactéria.

Tipos de respiração celular

Antes de começarmos, vamos rever algumas noções básicas sobre a respiração celular. Durante a respiração celular, as células usam uma série de reações químicas chamadas reações de oxidação-redução para mover os elétrons. As células pegam elétrons do açúcar , ou glicose, e usam a energia armazenada neles para fazer ATP , ou a moeda de energia da célula. Pense na respiração celular como uma fábrica onde as matérias-primas, como a glicose, entram, são transformadas em produtos e depois vendidas para ganhar dinheiro ou ATP.

Respiração anaeróbica

Todas as bactérias anaeróbias produzem energia sem oxigênio. Eles fazem isso de duas maneiras, por meio de ácido lático ou fermentação alcoólica. Durante a fermentação do ácido láctico , as células usam uma molécula chamada NADH para tirar elétrons da glicose. O NADH usa a energia armazenada nos elétrons para fazer ATP e converter a glicose em piruvato. Esse processo é chamado de glicólise e é a primeira etapa em todas as formas de respiração celular. Na fermentação de ácido láctico, o próximo passo é piruvato em ácido láctico. O ácido lático, embora seja um resíduo de bactérias, pode ser usado para fazer alimentos humanos, como o iogurte.

A outra maneira pela qual os anaeróbios produzem energia é por meio da fermentação alcoólica ou do etanol. Como na fermentação do ácido láctico, o NADH pega os elétrons da glicose e os transforma em piruvato durante a glicólise. A partir daqui, o piruvato é convertido em etanol em vez de ácido láctico. Este é o mesmo etanol que encontramos em bebidas como vinho e cerveja. A fermentação alcoólica também produz dióxido de carbono, que fornece a carbonatação da cerveja.

Respiração aeróbica

As bactérias aeróbicas são muito mais eficientes na produção de energia. Os anaeróbios produzem apenas duas moléculas de ATP por glicose, mas os aeróbios podem produzir até 38 ATP por glicose. A respiração aeróbica pode ser dividida em três etapas: glicólise, ciclo do ácido cítrico e fosforilação oxidativa.

A glicólise ocorre da mesma forma que as bactérias anaeróbias. A glicose é convertida em piruvato e o NADH coleta elétrons. Mas, em vez de parar por aí, os aeróbios pegam o piruvato e o transportam para outra etapa chamada ciclo do ácido cítrico . Aqui, mais NADH e um pouco de ATP são produzidos a partir do piruvato em uma série de reações químicas e o dióxido de carbono é transformado em resíduo. Depois disso, todos os NADH vão para as mitocôndrias, ou força motriz das células aeróbicas. Lá, a célula trabalha duro para coletar muita energia dos elétrons armazenados no NADH usando oxigênio.

Anaeróbios e aeróbios úteis

Embora normalmente pensemos nas bactérias como causadoras de infecções, tanto os aeróbios quanto os anaeróbios são úteis para nós. O anaeróbio lactobacillus bulgarius faz a fermentação do ácido lático, que fornece o sabor picante e os benefícios nutricionais que obtemos do iogurte. As bactérias também podem ser úteis para as plantas. A bactéria aeróbia do solo rizóbio vive em simbiose com as raízes das plantas. As bactérias convertem o nitrogênio em uma forma que as plantas precisam para crescer e, por sua vez, conseguem um lar das plantas.

Anaeróbios e Aeróbios prejudiciais

Se você alguma vez vir uma lata com tampa expandida após ser lacrada, cuidado! Pode conter o perigoso anaeróbio clostridium botulinum, que causa envenenamento por botulismo. Ele usa a fermentação do etanol para produzir energia e pode ser encontrado no solo e, ocasionalmente, em alimentos enlatados. A bactéria produz uma toxina chamada botulismo que pode causar paralisia e morte se consumida.

As bactérias aeróbias também nem sempre são nossas melhores amigas. O Mycobacterium tuberculosis é o agente causador da tuberculose, uma doença altamente infecciosa dos pulmões. Esta bactéria aeróbia tem paredes celulares muito grossas, tornando difícil para o corpo destruí-la. Ele infecta os pulmões dos pacientes, causando uma tosse espessa com muco sanguinolento.

Resumo da lição

Em resumo, as bactérias são micróbios unicelulares sem núcleo. Bactérias anaeróbicas produzem ATP sem oxigênio. Eles fazem a fermentação do ácido láctico , onde a glicose é usada para fazer ácido láctico e dois ATP, ou a fermentação do etanol, que também usa glicose, mas produz dióxido de carbono, etanol e dois ATP. As bactérias aeróbias usam oxigênio e glicose para produzir 36-38 ATP e dióxido de carbono. Eles fazem isso por meio de três etapas, glicólise, ciclo do ácido cítrico e fosforilação oxidativa, onde o oxigênio é usado.

Respiração aeróbica x anaeróbia

Diagrama de bactérias

Aeróbico Anaeróbico
* 3 etapas: glicólise, ciclo do ácido cítrico, fosforilação oxidativa
* Oxigênio e glicose são usados ​​para criar 36-38 ATP e dióxido de carbono
* Fermentação de ácido láctico: a glicose é usada para fazer ácido lático e 2 ATP
* Fermentação de etanol: a glicose é usada para fazer dióxido de carbono, etanol e 2 ATP

Resultados de Aprendizagem

Quando terminar, você deverá ser capaz de:

  • Indique algumas das características das bactérias
  • Explique como as bactérias criam energia
  • Compare os processos de respiração de bactérias aeróbias e anaeróbias
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