WYDALANIE PRZEZ BAKTERIE I PROTISTY - BIOLOGIA - 2025

Wydalanie w bakterie i pierwotniaki odbywa się za pomocą różnych mechanizmów komórkowych. Obejmują one transport bierny składający się z osmozy i dyfuzji oraz transport aktywny, taki jak egzocytoza.

Podobnie, istnieje specjalny rodzaj transportu wydalania u protistów, w którym pośredniczą kurczliwe wakuole obecne w ich cytoplazmie. Wszystkie te procesy mają żywotne znaczenie, ponieważ wiele substancji wydalanych przez te organizmy jest wykorzystywanych przez inne żywe istoty do przetrwania.

Bakterie mają różne mechanizmy wydalania. Źródło: pixabay

Wydalanie jest naturalnym procesem zachodzącym w każdej komórce, za pomocą którego do środowiska zewnątrzkomórkowego uwalniane są substancje, które nie są dla niej przydatne, a czasami mogą być toksyczne. Wszystkie żywe istoty, nawet te najprostsze, przeprowadzają proces wydalania.

Wydalanie z bakteriami

Bakterie to organizmy o bardzo aktywnym metabolizmie. Produkt tego metabolizmu, generowana jest duża liczba chemikaliów i związków, które nie spełniają żadnej funkcji w komórce bakteryjnej. Z tego powodu muszą zostać uwolnione poza celę.

W komórkach bakteryjnych zachodzą różne procesy, takie jak oddychanie, zarówno tlenowe, jak i beztlenowe. W pierwszej jako produkty otrzymuje się wodę i dwutlenek węgla. Z drugiej strony oddychanie beztlenowe, zwane fermentacją, generuje dwa produkty: kwas mlekowy (fermentacja mlekowa) i kwas octowy (fermentacja octowa).

Podobnie, jako produkt różnych normalnych procesów metabolicznych zachodzących w baterii, uzyskuje się tak zwane metabolity wtórne, takie jak między innymi egzotoksyny, antybiotyki i enzymy.

W bakteriach wydalanie produktów ich metabolizmu, a także uwalnianie toksyn, które niektóre wytwarzają, zachodzi w dwóch rodzajach procesów: transport bierny, taki jak dyfuzja (prosty i ułatwiony), oraz poprzez systemy wydzielnicze.

Transport bierny w bakteriach

Procesy dyfuzji są uważane za transport bierny, ponieważ nie wymagają wydatkowania energii przez komórkę. Dzieje się tak, ponieważ występują one na korzyść gradientu stężeń. Gradient stężeń oznacza różnice stężeń między dwoma przedziałami.

Bakterie przeprowadzają różne bardzo ważne procesy, z których pozyskuje się produkty, które są uwalniane na zewnątrz. Jak już wspomniano, produkty te to woda, dwutlenek węgla, kwas mlekowy i kwas octowy.

Woda swobodnie przechodzi przez błonę komórkową w procesie osmozy. Należy pamiętać, że błona komórkowa jest półprzepuszczalna, dzięki czemu umożliwia swobodny przepływ pewnych substancji, a pomiędzy nimi znajduje się woda.

Z drugiej strony dwutlenek węgla, kwas mlekowy i kwas octowy przechodzą przez błonę komórkową bakterii na zewnątrz na zasadzie dyfuzji. Zgodnie z tym procesem substancja (inna niż woda) przechodzi przez błonę komórkową z miejsca, w którym jest silnie stężona do innego, gdzie jest słabo stężona.

Zgodnie z tym, wyżej wymienione produkty fermentacji przechodzą przez błonę komórkową, aby zostać wydalone z komórek bakteryjnych, gdy sfermentują cukry, takie jak fruktoza, glukoza i galaktoza.

Wydzielanie toksyn w bakteriach

Różne gatunki bakterii wytwarzają pewne toksyczne substancje zwane egzotoksynami. Są one wysoce chorobotwórcze dla innych żywych istot, takich jak ludzie, a nawet w wielu przypadkach mogą być śmiertelne.

W bakteriach występuje łącznie siedem układów wydzielniczych. Wykorzystują one różne kompleksy białek, które są zakotwiczone w błonie komórkowej, aby transportować cząsteczki egzotocyny.

Chociaż istnieje siedem systemów wydzielniczych, transportują one egzotocyny tylko według dwóch mechanizmów lub tras:

• Zależne od Sec: wydzielanie zależy od sekwencji sygnałowej, która znajduje się na końcu aminowym wydzielanej egzotocyny. Dzieje się tak, ponieważ dzięki tej sekwencji egzotoksyna jest rozpoznawana i transportowana przez błonę.
• Independent Sec: w tym systemie wydzielanie nie jest uwarunkowane żadną sekwencją sygnałową na końcu aminowym. Po prostu zachodzi translokacja białka (egzotoksyny), które ma być transportowane.

Podobnie specjaliści twierdzą, że mechanizmy wydzielania bakterii Gram-ujemnych są bardziej złożone niż te, które mają bakterie Gram-dodatnie.

Dzieje się tak, ponieważ u bakterii Gram-ujemnych wydzielane toksyny muszą przedostać się do przestrzeni zewnątrzkomórkowej przez podwójną błonę otaczającą ten typ bakterii. W przeciwieństwie do bakterii Gram-dodatnich egzotoksyny muszą przejść tylko przez jedną błonę, aby uwolnić się do przestrzeni zewnątrzkomórkowej.

Wydalanie u protistów

Królestwo Protista obejmuje szeroką gamę organizmów, które mają bardzo podobne cechy, ale jednocześnie inne, które całkowicie je od siebie różnią. Ogólnie grupa protistów obejmuje glony i pierwotniaki.

Otóż ​​wspomniane już organizmy wydalają pewne substancje w wyniku ich metabolizmu komórkowego. Wśród tych substancji możemy wymienić: wodę, tlen, dwutlenek węgla, toksyny oraz niektóre produkty azotowe, takie jak amoniak i mocznik.

Pierwotniaki wydalają się poprzez egzocytozę i dyfuzję. Źródło: Odpowiednio: Frank Fox, Sergey Karpov, CDC / Dr. Stan Erlandsen, Picturepest, Thierry Arnet, Dr. Tsukii Yuuji

W tego typu organizmach wydalanie zachodzi poprzez różne mechanizmy, niektóre z transportu biernego, takie jak dyfuzja, a inne z transportu aktywnego, takie jak egzocytoza i użycie wakuoli.

Dyfuzja u protistów

U protistów proces dyfuzji jest podobny do tego, jak zachodzi w innych organizmach. Poprzez dyfuzję substancje takie jak woda i gazy (tlen i dwutlenek węgla) przenikają przez błonę komórkową do przestrzeni zewnątrzkomórkowej.

Jest to proces, który nie wymaga żadnego wydatku energetycznego ze strony komórki. Występuje na korzyść różnicy stężeń.

Egzocytoza u protistów

Egzocytoza to proces, który jest częścią aktywnego transportu, ponieważ wiąże się z pewnym wydatkiem energii przez komórkę.

W wyniku tego procesu substancje, które mają zostać wydalone, są otoczone pęcherzykiem w cytoplazmie komórki. Pęcherzyk ten przemieszcza się w kierunku błony komórkowej za pomocą niektórych struktur należących do cytoszkieletu komórkowego.

Gdy wejdzie w kontakt z błoną komórkową, łączy się z nią i uwalnia swoją zawartość na zewnątrz komórki.

Mechanizm ten służy do uwalniania związków, które są produktem jego metabolizmu lub substancji odpadowych, takich jak niektóre toksyny.

Wydalanie przez wakuole

Wiele organizmów protista ma kurczliwe wakuole, które usuwają nadmiar wody, a tym samym utrzymują komórki w stabilnym stanie.

Te wakuole składają się z rurek zbiorczych, a także centralnego zbiornika i przewodu łączącego ją bezpośrednio z błoną komórkową, tworząc w niej pory.

Nadmiar wody w cytoplazmie jest kierowany do rurek zbiorczych, a stamtąd do zbiornika. Gdy jest pełna, woda jest przepychana przez rurkę wylotową w kierunku porów w membranie, aby ostatecznie zostać wydalona z komórki.

Bibliografia

1. Beckett, BS (1987). Biologia: nowoczesne wprowadzenie. Oxford University Press.
2. Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. and Massarini, A. (2008). Biologia. Artykuł redakcyjny Médica Panamericana. 7. edycja.
3. Forbes BA, Sahm DF. i Weissfeld AS. redaktorzy. (2002) Bailey & Scott's. Mikrobiologia diagnostyczna. 11th. wyd. St. Louis w stanie Missouri. Mosby.
4. Oudega, B., Mooi, F. i De Graaf, F. (1984). Wydalanie białek przez bakterie Gram-ujemne: eksport bakteriocyn i białek fimbrii przez Escherichia coli. Antonie Van Leeuwenhoek. 50 (5-6). 569-584
5. Varela, G. and Grotiuz, G. (2008) Fizjologia i metabolizm bakterii. Zagadnienia dotyczące bakteriologii i wirusologii medycznej. Zaczerpnięte z: higiena.edu.uy