Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Energie

Hoe krijgt thermofielen energie?

Thermofielen, die organismen zijn die gedijen in extreem hete omgevingen, verkrijgen op verschillende manieren energie:

1. Chemoorganotrofee: Dit is de meest voorkomende strategie voor energie-gave voor thermofielen. Ze breken organische moleculen zoals suikers, eiwitten en vetten af om energie te verkrijgen.

* aerobe ademhaling: Ze gebruiken zuurstof als een uiteindelijke elektronenacceptor in de elektrontransportketen, waardoor ATP (adenosine trifosfaat) wordt gegenereerd door oxidatieve fosforylering.

* Anaërobe ademhaling: Ze gebruiken alternatieve elektronenacceptoren zoals sulfaat, nitraat of ijzer in plaats van zuurstof om ATP te produceren.

* fermentatie: Ze breken organische verbindingen af zonder zuurstof te gebruiken, waardoor energie wordt geproduceerd door fosforylering op substraatniveau.

2. Chemolithotrofie: Sommige thermofielen gebruiken anorganische verbindingen als hun energiebron.

* waterstofoxidatie: Ze oxideren waterstofgas, met behulp van de vrijgegeven energie om ATP te produceren.

* zwaveloxidatie: Ze oxideren sulfide, sulfiet of elementaire zwavel en genereren energie.

* IJzeroxidatie: Ze oxideren ijzer van ijzer (Fe 2+ ) tot ferrisch ijzer (Fe 3+ ) voor energie.

3. Fototrofie: Sommige thermofielen zijn fotosynthetisch, met behulp van zonlicht om energie te produceren.

* fotoautotrofie: Ze gebruiken zonlicht om koolstofdioxide om te zetten in organische verbindingen.

* Fotheterotrofie: Ze gebruiken zonlicht om ATP te genereren, maar verkrijgen organische verbindingen uit hun omgeving.

aanpassingen om te overleven in extreme hitte:

* gespecialiseerde enzymen: Thermofielen hebben enzymen die zeer stabiel en functioneel zijn bij hoge temperaturen.

* Gemodificeerde celmembranen: Hun celmembranen zijn samengesteld uit lipiden die beter bestand zijn tegen warmteafbraak.

* Heat Shock -eiwitten: Deze eiwitten helpen cellen te beschermen tegen warmteschade door gedenatureerde eiwitten opnieuw te vouwen.

* DNA -stabiliteit: Hun DNA is vaak stabieler vanwege een hoger GC-gehalte (guanine-cytosineparen) en speciale eiwitten die het beschermen.

Voorbeelden van thermofielen en hun energiebronnen:

* Pyrococcus furiosus: Een hyperthermofiel (groeiend bij temperaturen boven 100 ° C) die zwavel gebruikt als een elektronenacceptor voor anaërobe ademhaling.

* Thermus Aquaticus: Een thermofiel die beroemd is om zijn DNA -polymerase -enzym dat wordt gebruikt in PCR (polymerasekettingreactie). Het gebruikt organische verbindingen voor energie.

* chloroflexus aurantiacus: Een thermofiel die zowel fotosynthese als anaërobe ademhaling kan uitvoeren, met behulp van zowel zonlicht als organische verbindingen.

Dit zijn slechts enkele voorbeelden van hoe thermofielen energie verkrijgen en overleven in barre omstandigheden. Hun diverse metabole mogelijkheden tonen het ongelooflijke aanpassingsvermogen van het leven op aarde.