Οι μεταβολίτες που απαιτούνται για την ανάπτυξη και διατήρηση της κυτταρικής λειτουργίας ονομάζονται πρωτογενείς μεταβολίτες, ενώ τέτοιοι μεταβολίτες που δεν απαιτούνται για την ανάπτυξη και διατήρηση των κυτταρικών λειτουργιών και είναι τα τελικά προϊόντα του πρωτογενούς μεταβολισμού καλούνται ως δευτερογενείς μεταβολίτες .
Μικροβιακά προϊόντα μεταβολισμού είναι η ένωση χαμηλού μοριακού βάρους, απαραίτητη για τις διεργασίες μεταβολισμού κυττάρου ή σώματος. Τα προϊόντα αυτά ταξινομούνται ως πρωτογενείς και δευτερογενείς μεταβολίτες.
Οι κύριοι μεταβολίτες αποτελούνται από βιταμίνες, αμινοξέα, νουκλεοσίδια και οργανικά οξέα, τα οποία είναι απαραίτητα κατά τη στιγμή της λογαριθμικής φάσης της μικροβιακής ανάπτυξης. Αλλά τα προϊόντα όπως αλκαλοειδή, στεροειδή, αντιβιοτικά, γιβερελίνες, τοξίνες είναι η δευτερογενής ένωση μεταβολίτη που παράγεται κατά τη διάρκεια της στατικής φάσης της κυτταρικής ανάπτυξης.
Οι μικροοργανισμοί διαθέτουν την τεράστια ικανότητα να συνθέσουν την ποικιλία των προϊόντων που χρησιμοποιούνται εμπορικά. Η ουσιαστική διαφορά μεταξύ των πρωτογενών μεταβολιτών και των δευτερογενών μεταβολιτών συζητείται παρακάτω, μαζί με τη σημασία τους στη μικροβιολογία.
Συγκριτικό διάγραμμα
| Βάση σύγκρισης | Πρωτογενείς μεταβολίτες | Δευτερεύοντες μεταβολίτες |
|---|---|---|
| Εννοια | Τα προϊόντα μεταβολισμού που παράγονται κατά τη διάρκεια της φάσης ανάπτυξης ενός οργανισμού προκειμένου να εκτελεστούν οι φυσιολογικές λειτουργίες και υποστηρίζουν τη συνολική ανάπτυξη του κυττάρου ονομάζονται πρωτογενείς μεταβολίτες. | Τα τελικά προϊόντα του πρωτογενούς μεταβολισμού που συντίθενται μετά την φάση ανάπτυξης έχουν ολοκληρωθεί και είναι σημαντικά σε οικολογικές και άλλες δραστηριότητες του κυττάρου είναι γνωστά ως δευτερογενείς μεταβολίτες. |
| Γνωστός και ως | Trophophase. | Ιδιόφιση. |
| Εμφανίζεται στο | Φάση ανάπτυξης. | Στατική φάση. |
| Παραγωγή | Αυτά παράγονται σε μεγάλες ποσότητες και η εξαγωγή τους είναι εύκολη. | Αυτά παράγονται σε μικρές ποσότητες και η εξόρυξη τους είναι δύσκολη. |
| Περιστατικό | Ίδια σε κάθε είδος, που σημαίνει ότι παράγουν τα ίδια προϊόντα. | Διαφέρει σε διάφορα είδη. |
| Σημασια | 1.Τα προϊόντα αυτά χρησιμοποιούνται σε βιομηχανίες για διάφορους σκοπούς. 2. Τα πρωτογενή προϊόντα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην κυτταρική ανάπτυξη, αναπαραγωγή και ανάπτυξη. | 1.Οι δευτερεύοντες μεταβολίτες όπως τα αντιβιοτικά, οι γιβερελλίνες είναι επίσης σημαντικοί. 2. Υποστηρίζουν επίσης έμμεσα το κελί, διατηρώντας τη ζωή τους για μεγάλο χρονικό διάστημα. |
| Παραδείγματα | Βιταμίνες, υδατάνθρακες, πρωτεΐνες και λιπίδια είναι μερικά από τα παραδείγματα. | Φαινόλη, στεροειδή, αιθέρια έλαια, αλκαλοειδή, στεροειδή είναι μερικά παραδείγματα. |
Ορισμός πρωτογενών μεταβολιτών
Οι πρωτογενείς μεταβολίτες είναι η ένωση που παράγεται κατά τη διάρκεια της φάσης ανάπτυξης . Η διαδικασία ονομάζεται πρωτογενής μεταβολισμός ή τροφοφάση . Ξεκινά όταν όλα τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά υπάρχουν στο μέσο για να αναπτυχθεί ένας οργανισμός. Η σημασία του πρωτογενούς μεταβολισμού έγκειται στην ανάπτυξη, την αναπαραγωγή και την ανάπτυξη του κυττάρου. Σε αυτό το στάδιο, το κύτταρο έχει ελάχιστη συγκέντρωση όλων των μορίων (ϋΝΑ, RNA, κλπ)
Κατά την περίοδο της τροφοφάσης, ξεκινά η εκθετική ανάπτυξη των μικροοργανισμών. Υπάρχουν διάφορα μεταβολικά προϊόντα τα οποία από κοινού αποτελούν τους κύριους μεταβολίτες. Αυτά τα προϊόντα είναι βιταμίνες, νουκλεοσίδες, αμινοξέα κλπ. Οι κύριοι μεταβολίτες χωρίζονται περαιτέρω σε δύο κατηγορίες:
1. Πρωτογενείς βασικοί μεταβολίτες.
2. Πρωτογενή μεταβολικά τελικά προϊόντα.
1. Πρωταρχικοί βασικοί μεταβολίτες - Αυτές είναι οι σημαντικές ενώσεις που απαιτούνται για τη διατήρηση της διαδικασίας της κυτταρικής ανάπτυξης, και ως εκ τούτου παράγονται σε επαρκή ποσότητα. Οι βιταμίνες, οι νουκλεοσίδες, τα αμινοξέα είναι το παράδειγμα των βασικών μεταβολιτών.
2. Πρωτογενή μεταβολικά τελικά προϊόντα - Ενώσεις όπως η αιθανόλη, η ακετόνη, το γαλακτικό οξύ, η βουτανόλη είναι τα κανονικά τελικά προϊόντα της διαδικασίας ζύμωσης του πρωτογενούς μεταβολισμού.
Αν και αυτά τα προϊόντα δεν είναι σημαντικά, μερικές φορές έχουν και βιομηχανική σημασία. Για παράδειγμα, το διοξείδιο του άνθρακα είναι το μεταβολικό τελικό προϊόν του Saccharomyces cerevisiae, αλλά το (CO2) είναι σημαντικό στη βιομηχανία αρτοποιίας για τη διόγκωση της ζύμης.
Σημασία των πρωτογενών μεταβολιτών
Η υπερβολική παραγωγή των πρωτογενών μεταβολιτών είναι πολύ σημαντική και χρήσιμη για τους σκοπούς της μεγάλης κλίμακας στη βιομηχανία. Ακόμα και τα ένζυμα που βρίσκουν κατά τη διαδικασία έχουν πολλές χρήσεις στην παραγωγή τροφίμων, φινίρισμα κλωστοϋφαντουργίας, και άλλες βιομηχανίες επίσης.
Ορισμός των δευτερογενών μεταβολιτών
Μετά την τροφοφάση ή μόλις τελειώσει η εκθετική φάση, η διαδικασία εισέρχεται στην άλλη φάση που ονομάζεται ηλίθωση ή δευτερογενής μεταβολισμός . Τα προϊόντα ονομάζονται δευτερεύοντες μεταβολίτες (ιδιολίτες), οι οποίοι παράγονται στο τέλος της διαδικασίας. Αυτή η φάση συμβαίνει κατά την περίοδο της περιορισμένης θρεπτικής ουσίας ή όταν υπάρχει συσσώρευση των αποβλήτων.
Αν και οι ενώσεις όπως τα αντιβιοτικά, τα αλκαλοειδή, τα στεροειδή, οι γιβερελίνες, οι τοξίνες κ.λπ. δεν έχουν άμεση σχέση με τη σύνθεση των κυτταρικών υλικών και την ανάπτυξή τους, αλλά παράγονται σε μικρή ποσότητα. Ως εκ τούτου, οι δευτερογενείς μεταβολίτες θεωρούνται ως τελικά προϊόντα των πρωτογενών μεταβολιτών.
Σημασία των δευτερογενών μεταβολιτών
Οι δευτερογενείς μεταβολίτες παράγονται μόνο από πολύ συγκεκριμένους μικροοργανισμούς, κυρίως αντιβιοτικά και άλλα προϊόντα. Γενικά, οι μικροοργανισμοί συνθέτουν πολυάριθμες ομάδες δευτερογενών ενώσεων μεταβολιτών αντί ενός, για παράδειγμα, ένα στέλεχος του Streptomyces παράγει 35 ανθρακυκλίνες κάθε φορά, αντί για ένα. Αυτά δεν απαιτούνται για την ανάπτυξη, αναπαραγωγή και ανάπτυξη του κυττάρου.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι δευτερεύοντες μεταβολίτες δεν ωφελούν άμεσα την κυτταρική ανάπτυξη και ανάπτυξη, αλλά εκτελούν κάποια άγνωστη λειτουργία που υποστηρίζει την κυτταρική επιβίωση.
Βασικές διαφορές μεταξύ πρωτεύοντων και δευτερογενών μεταβολιτών
Ακολουθούν τα αξιοσημείωτα σημεία που διακρίνουν τους κύριους μεταβολίτες από τους πρωτογενείς μεταβολίτες:
- Οι κύριοι μεταβολίτες θεωρούνται ως τα προϊόντα που παράγονται κατά τη διάρκεια της φάσης ανάπτυξης οργανισμών και εμπλέκονται πρωτίστως στην ανάπτυξη και ανάπτυξη ενός οργανισμού. Από την άλλη πλευρά, οι δευτερογενείς μεταβολίτες λέγονται ότι είναι τα τελικά προϊόντα των πρωτογενών μεταβολιτών, εμπλέκονται στην στατική φάση κατά την ανάπτυξη ενός μικροοργανισμού και παίζουν ρόλο στις οικολογικές λειτουργίες.
- Η οδός πρωτογενούς μεταβολισμού εμφανίζεται στη φάση ανάπτυξης και είναι επίσης γνωστή ως τροφοφάση, ενώ η δευτερεύουσα οδός μεταβολισμού εμφανίζεται στην στατική φάση και είναι επίσης γνωστή ως ιδιοφαίρεση .
- Οι πρωτογενείς μεταβολίτες παράγονται σε μεγάλες ποσότητες και η εκχύλιση τους είναι εύκολη · στην πραγματικότητα, τα προϊόντα είναι ίδια σε όλα τα είδη, ενώ οι δευτερογενείς μεταβολίτες παράγονται σε μικρές ποσότητες και η εκχύλιση τους είναι δύσκολη, ακόμη και τα προϊόντα τους διαφέρουν για διαφορετικά είδη.
- Τα προϊόντα που παράγονται κατά τη διάρκεια του κύριου μονοπατιού μεταβολισμού είναι χρήσιμα στις βιομηχανίες για διάφορους σκοπούς και παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη, την αναπαραγωγή και την ανάπτυξη των κυττάρων. Εκτός των δευτερευόντων μεταβολιτών όπως τα αντιβιοτικά, οι γιβερελίνες είναι επίσης σημαντικές και υποστηρίζουν επίσης έμμεσα το κύτταρο την επιβίωσή τους για μεγάλο χρονικό διάστημα.
- Παραδείγματα πρωτογενών μεταβολιτών είναι οι βιταμίνες, οι υδατάνθρακες, οι πρωτεΐνες και τα λιπίδια ενώ τα δευτερεύοντα παραδείγματα μεταβολιτών είναι τα φαινολικά, τα στεροειδή, τα αιθέρια έλαια, τα αλκαλοειδή, τα στεροειδή είναι μερικά παραδείγματα.
συμπέρασμα
Οι μικροοργανισμοί έχουν την τεράστια ικανότητα να παράγουν πολλά προϊόντα, κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους. Ορισμένα από αυτά τα προϊόντα έχουν μεγάλη σημασία, ενώ ορισμένα από αυτά θεωρούνται ως τελικά προϊόντα αποβλήτων.
Αν και από την παραπάνω περιγραφή καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι οι δύο τύποι προϊόντων που παράγονται κατά τη διάρκεια της κυτταρικής ανάπτυξης κατηγοριοποιούνται ως πρωτογενείς μεταβολίτες και δευτερογενείς μεταβολίτες. Αυτά τα προϊόντα ταξινομούνται κατά τη σημασία τους κατά την ανάπτυξη των κυττάρων.
