Metabolismo de arqueas
Tradução de: en.wikipedia.org - Archaea - Metabolism
As arqueas exibem uma grande variedade de reações químicas em seu metabolismo e utilizam muitas fontes de energia. Essas reações são classificadas em grupos nutricionais, dependendo das fontes de energia e carbono. Algumas arqueas obtêm energia de compostos inorgânicos, como enxofre ou amônia (são quimiotróficas). Estas incluem nitrificadoras, metanogênicas e oxidantes anaeróbicas de metano. Nessas reações, um composto transfere elétrons para outro (em uma reação redox), liberando energia para alimentar as atividades da célula. Um composto atua como doador de elétrons e o outro como aceptor de elétrons. A energia liberada é usada para gerar adenosina trifosfato (ATP) por meio da quimiosmose, o mesmo processo básico que ocorre na mitocôndria das células eucarióticas.
Outros grupos de arqueas usam a luz solar como fonte de energia (são fototróficas), mas a fotossíntese geradora de oxigênio não ocorre em nenhum desses organismos. Muitas vias metabólicas básicas são compartilhadas entre todas as formas de vida; por exemplo, as arqueas usam uma forma modificada de glicólise (a via de Entner-Doudoroff) e um ciclo do ácido cítrico completo ou parcial. Essas semelhanças com outros organismos provavelmente refletem tanto origens precoces na história da vida quanto seu alto nível de eficiência.
Algumas Methanobacteriati são metanogênicas (arqueias que produzem metano como resultado do metabolismo) e vivem em ambientes anaeróbicos, como pântanos. Essa forma de metabolismo evoluiu precocemente, e é até possível que o primeiro organismo de vida livre tenha sido um metanogênico. Uma reação comum envolve o uso de dióxido de carbono como aceptor de elétrons para oxidar o hidrogênio. A metanogênese envolve uma gama de coenzimas exclusivas dessas arqueias, como a coenzima M e o metanofurano. Outros compostos orgânicos, como álcoois, ácido acético ou ácido fórmico, são usados como aceptores de elétrons alternativos pelos metanogênicos. Essas reações são comuns em arqueias que habitam o intestino. O ácido acético também é decomposto em metano e dióxido de carbono diretamente por arqueias acetotróficas. Esses acetotróficos são arqueias da ordem Methanosarcinales e constituem uma parte importante das comunidades de microrganismos que produzem biogás.
Bacteriorrodopsina de Halobacterium salinarum. O cofator retinol e os resíduos envolvidos na transferência de prótons são mostrados como modelos de bolas e varetas.
Outras arqueas utilizam CO2 da atmosfera como fonte de carbono, em um processo chamado fixação de carbono (elas são autotróficas). Esse processo envolve uma forma altamente modificada do ciclo de Calvin ou outra via metabólica chamada ciclo do 3-hidroxipropionato/4-hidroxibutirato. As Thermoproteota também utilizam o ciclo de Krebs reverso, enquanto as Methanobacteriati também utilizam a via redutiva do acetil-CoA. A fixação de carbono é alimentada por fontes de energia inorgânicas. Nenhuma arquea conhecida realiza a fotossíntese produtora de glicose. As fontes de energia das arqueas são extremamente diversas e variam da oxidação da amônia pelas Nitrosopumilales à oxidação do sulfeto de hidrogênio ou enxofre elementar por espécies de Sulfolobus, utilizando oxigênio ou íons metálicos como aceptores de elétrons.
Arqueas fototróficas utilizam a luz para produzir energia química na forma de ATP. Nas halobactérias, bombas de íons ativadas pela luz, como a bacteriorrodopsina e a halorrodopsina, geram gradientes iônicos bombeando íons para dentro e para fora da célula através da membrana plasmática. A energia armazenada nesses gradientes eletroquímicos é então convertida em ATP pela ATP sintase. Esse processo é uma forma de fotofosforilação. A capacidade dessas bombas acionadas pela luz de mover íons através das membranas depende de alterações induzidas pela luz na estrutura de um cofator retinol localizado no centro da proteína.
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