Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Нитробактер бактериялар туысы – таяқша тәрізді, грам-теріс және хемоавтотрофты бактериялардан құралған туыс. Нитробактер атауы латын тіліндегі нитрум (nitrum, nitri) – сілтелер, және көне грек тіліндегі бактерия (βακτηρία, βακτηρίᾱς) – таяқ сөздерінен шыққан. Олар жылмалы емес және бүршіклену немесе екіге бөліну арқылы көбейеді.
Genus of bacteria
Nitrobacter is a genus comprising rod shaped, gram negative, and chemoautotrophic bacteria. The name Nitrobacter derives from the Latin neuter gender noun nitrum, nitri, alkalis; the Ancient Greek noun βακτηρία, βακτηρίᾱς, rod. They are non motile and reproduce via budding or binary fission.
Морфологиясы мен ерекшеліктері
Нитробактер – грам-теріс бактериялар және олар таяқша тәрізді, алмұрт тәрізді немесе плеоморфты болуы мүмкін. Белгілі барлық нитритті тотықтыратын прокариоттар бірнеше филогенетикалық топтармен шектеледі. Бұл Nitrospirota тобындағы Nitrospira туысын және Chloroflexota (бұрынғы Chloroflexi) тобындағы Nitrolancetus туысын қамтиды. 2004 жылға дейін нитрит тотығуы тек Pseudomonadota-да ғана жүзеге асады деп есептелген; бірақ, ғылыми зерттеулер нитритті тотықтыратын түрлердің тізімін кеңейтуі мүмкін. Нитритті тотықтыратын түрлердің төмен сұрыптылығы мұхиттың азот айналымымен байланысты басқа процестерге, мысалы, денитрификация мен азот фиксациясына қарағанда өзгеше, онда әртүрлі таксондар ұқсас функцияларды атқарады. Фитопланктон мұхит өнімінің маңызды бөлігі болып табылады, сондықтан олар көміртек және басқа да бөлшекті органикалық заттарды әлемдік мұхиттардың беткі суларынан шығаратын биологиялық сорғы үшін маңызды. Нитрификация процесі қайта өңделген өндірісті экспортқа бағытталған өндірістен бөлу үшін маңызды. Биологиялық метаболизмге ұшыраған азот аммиак түрінде еріген бейорганикалық азот қорына қайта оралады. Микробтардың қатысуымен жүзеге асырылатын нитрификация аммиакты нитратқа айналдырады, оны фитопланктон сіңіріп, қайта пайдалана алады. Осы екі реакция бірге нитрификация процесін құрайды. Нитрит тотығу реакциясы мұхит суларында көбінесе жылдамдатылады, сондықтан ол нитрификацияның шектеуші факторы емес. Осы себепті, мұхит суларында нитрит жиналуы сирек кездеседі. Аммиакты тотықтыратын бактерияларда, аммиакты тотықтыратын археяларда және нитритті тотықтыратын бактерияларда (мысалы, Нитробактерияда) байқалатын аммиактың нитратқа екі сатылы түрленуі зерттеушілерді қызықтырады. Аммиактың нитратқа бір қадамда толық түрленуі, комаммокс деп аталатын процесс, энергия шығыны (∆G°′) -349 кДж моль-1 NH3 құрайды, ал байқалатын екі сатылы реакцияның аммиакты тотығу және нитритті тотығу сатылары үшін энергия шығыны тиісінше -275 кДж моль-1 NH3 және -74 кДж моль-1 NO2− құрайды. NXR екі суббірліктен тұрады және αβ гетеродимерін құрайды. Фермент цитоплазмадағы арнайы мембраналарда орналасқан, олар қапшықтар немесе түтіктер түрінде бүктелуі мүмкін.
Nitrobacter are gram negative bacteria and are either rod shaped, pear shaped or pleomorphic. All known nitrite oxidizing prokaryotes are restricted to a handful of phylogenetic groups. This includes the genus Nitrospira within the phylum Nitrospirota, and the genus Nitrolancetus from the phylum Chloroflexota (formerly Chloroflexi). Before 2004, nitrite oxidation was believed to only occur within Pseudomonadota; it is likely that further scientific inquiry will expand the list of known nitrite oxidizing species. The low diversity of species oxidizing nitrite oxidation contrasts with other processes associated with the nitrogen cycle in the ocean, such as denitrification and N fixation, where a diverse range of taxa perform analogous functions. Phytoplankton are major contributors to oceanic production, and are therefore important for the biological pump which exports carbon and other particulate organic matter from the surface waters of the world's oceans. The process of nitrification is crucial for separating recycled production from production leading to export. Biologically metabolized nitrogen returns to the inorganic dissolved nitrogen pool in the form of ammonia. Microbe mediated nitrification converts that ammonia into nitrate, which can subsequently be taken up by phytoplankton and recycled. These two reactions together make up the process of nitrification. The nitrite oxidation reaction generally proceeds more quickly in ocean waters, and therefore is not a rate limiting step in nitrification. For this reason, it is rare for nitrite to accumulate in ocean waters. The two step conversion of ammonia to nitrate observed in ammonia oxidizing bacteria, ammonia oxidizing archaea and nitrite oxidizing bacteria (such as Nitrobacter) is puzzling to researchers. Complete nitrification, the conversion of ammonia to nitrate in a single step known as comammox, has an energy yield (∆G°′) of −349 kJ mol−1 NH3, while the energy yields for the ammonia oxidation and nitrite oxidation steps of the observed two step reaction are −275 kJ mol−1 NH3, and −74 kJ mol−1 NO2−, respectively. NXR is composed of two subunits, and likely forms an αβ heterodimer. The enzyme exists within the cell on specialized membranes in the cytoplasm that can be folded into vesicles or tubes.
Экология және таралу
Нитробактер туысы су және құрлық орталарында кеңінен таралған. Нитробактер туысының барлық өкілдері міндетті аэробтар болғандықтан, оттегі және фосфор нитриттің тотығу қабілетін шектейтін факторлар болып табылады. Нитробактердің әртүрлі түрлері арасындағы нитрификация жылдамдығының таралуы мен айырмашылықтары түрлер арасындағы плазмидтердің өзгешеліктерімен байланысты болуы мүмкін, өйткені Шутт (1990) ұсынған деректерге сәйкес, зерттелген кейбір көлдерде тіршілік ортасына тән плазмидтік ДНК бейімделу арқылы шақырылды. Navarro және авторлар (1995) жүргізген келесі зерттеу Нитробактердің әртүрлі популяциялары екі үлкен плазмидті таситынын көрсетті. 1891 жылы ағылшын химигі Роберт Уоррингтон нитрификацияның екі сатылы механизмін, оны екі түрлі бактерия туысы жүзеге асыратынын ұсынды. Ұсынылған бірінші саты – аммиакты нитритке айналдыру, ал екіншісі – нитритті нитратқа тотықтыру. Уинноградский 1892 жылы микробтық нитрификация бойынша зерттеуінде нитритті нитратқа тотықтыруға жауапты бактерияны Нитробактер деп атады. Уинслоу және авторлар 1917 жылы Нитробактер виноградский типтік түрін ұсынды. Бұл түр 1980 жылы ресми түрде танылды.
The genus Nitrobacter is widely distributed in both aquatic and terrestrial environments. Since all members in the genus Nitrobacter are obligate aerobes, oxygen along with phosphorus tend to be factors that limit their capability to perform nitrite oxidation. The distribution and differences in nitrification rates across different species of Nitrobacter may be attributed to differences in the plasmids among species, as data presented in Schutt (1990) imply, habitat specific plasmid DNA was induced by adaptation for some of the lakes that were investigated. A follow up study performed by Navarro et al. (1995) showed that various Nitrobacter populations carry two large plasmids.). In 1891, English chemist Robert Warington proposed a two stage mechanism for nitrification, mediated by two distinct genera of bacteria. The first stage proposed was the conversion of ammonia to nitrite, and the second the oxidation of nitrite to nitrate. Winogradsky named the bacteria responsible for the oxidation of nitrite to nitrate Nitrobacter in his subsequent study on microbial nitrification in 1892. Winslow et al. proposed the type species Nitrobacter winogradsky in 1917. The species was officially recognized in 1980.