Fototrof

Metabolik süreçlerde ışık enerjisi kullanan organizma

Fototroflar (Yunanca: φῶς, φωτός = ışık, τροϕή = beslenme) karmaşık organik bileşikler (karbonhidratlar gibi) üretmek ve bundan enerji elde etmek için foton yakalayan organizmalardır. Hücresel çeşitli metabolik süreçleri gerçekleştirmek için ışıktan gelen enerjiyi kullanırlar. Fototrofların zorunlu olarak fotosentetik olduğu yaygın bir yanılgıdır. Hepsi olmasa da birçok fototrof sıklıkla fotosentez yapar: karbon dioksiti yapısal olarak, fonksiyonel olarak veya daha sonraki katabolik süreçler için bir kaynak olarak (örneğin nişasta, şeker ve yağ şeklinde) kullanılmak üzere anabolik olarak organik maddeye dönüştürürler. Tüm fototroflar, hücrenin moleküler enerji birimini(ATP) oluşturmak adına ATP sentaz tarafından kullanılan elektrokimyasal bir devinim oluşturmak için elektron taşıma sistemini veya doğrudan proton pompalamayı kullanır. Fototroflar, ototrof ya da heterotrof olabilir. Elektron ve hidrojenin kaynağı inorganik bileşikler ise (örn. Na2S2O3, bazı mor kükürt bakterilerinde olduğu gibi veya H2S, bazı yeşil kükürt bakterilerinde olduğu gibi) bunlara litotroflar da denebilir ve bu nedenle bazı fotoototroflara fotoliotoototroflar da denir. Fototrof organizmalarına örnekler: Rhodobacter capsulatus, Chromatium, Chlorobium vb.

Karasal ve sucul fototroflar: su üzerinde duran düşmüş bir kütükte büyüyen bitki ve yosunlar

TarihçeDüzenle

Başlangıçta farklı bir anlamla kullanılan bu terim, Lwoff ve işbirlikçilerinden sonra mevcut tanımını aldı (1946).[1][2]

FotootrofDüzenle

İyi tanınan fototrofların çoğu ototrofiktir, bunlar fotootrof olarak da bilinir ve karbonu işleyebilir. Ortamlarındaki elektron kaynaklarının oksidasyonu ile enerjilerini alan kemotroflarla kontrast oluşturabilirler.  Fotoototroflar, ışık enerjisini kaynak olarak kullanarak kendi yiyeceklerini inorganik maddelerden sentezleyebilirler. Yeşil bitkiler ve fotosentetik bakteriler fotoototroflardır.  Fotoototrofik organizmalara bazen holofitik denir.[3] Bu tür organizmalar gıda sentezi için enerjilerini ışıktan alır ve ana karbon kaynağı olarak karbondioksit kullanırlar. Oksijenik fotosentetik organizmalar foton yakalamak ve suyu okside etmek için klorofil kullanır ve suyu oksitleyerek moleküler oksijene "böler"; suyun parçalanması fotoliz olayıdır. Bunun aksine, anoksijenik fotosentetik bakterilerde, ışık enerjisini yakalamak için bakteriyoklorofil (ağırlıklı olarak optik olmayan dalga boylarını emer) adı verilen bir madde vardır, su ortamlarında yaşarlar ve ışık kullanarak su yerine hidrojen sülfür gibi kimyasal maddeleri oksitlerler.

EkolojiDüzenle

Ekolojik bağlamda, fototroflar genellikle komşu heterotrofik yaşam için besin kaynağıdır. Karasal ortamlarda, bitkiler baskın çeşitlilik gösterirken, su ortamları alg (örn., Yosun), diğer protistler (öglena gibi), fitoplankton ve bakteri (siyanobakteriler gibi) gibi bir dizi fototrofik organizmayı içerir. Güneş ışığının veya yapay ışığın suya nüfuz edebileceği derinliklere kadar olan bölgelerde fotosentez meydana gelebilir, bu bölgeler fotik bölge olarak bilinir. Oksijenik fotosentez yapan prokaryotik organizmalar olan siyanobakteriler, tatlı su, denizler, toprak ve liken gibi birçok çevresel koşulda bulunur. Siyanobakteriler, bitki benzeri fotosentez yaparlar çünkü fotosentez yapan bitkilerdeki organel, endosibiyotik siyanobakteriden türetilmiştir.[4][5] Bu bakteri CO2 redüksiyon(indirgeme) reaksiyonları gerçekleştirmek için suyu elektron kaynağı olarak kullanabilir. Evrimsel olarak, siyanobakterilerin çoğu anaerobik bakteriler için toksik olduğu düşünülen oksijenli koşullarda hayatta kalma yeteneği, siyanobakteriler, bakterilerin daha verimli bir şekilde nüfuz etmesine izin verebilecek bir adaptasyon avantajı sağlamış olabilir. Fotolitoototrof, ışık enerjisi kullanan ototrofik bir organizmadır ve elektron kaynağı olarak inorganik bir bileşik (örn., H2O, H2, H2S) ve karbon kaynağı olarak CO2 kullanmaktadır.

FotohetorotrofDüzenle

Fotoototrofların aksine, fotoheterotroflar sadece enerji eldesi(fosforilasyon) için ışığa ve karbon esaslı bileşikleri(Yağ, Karbonhidrat gibi) için dış ortamdaki organik bileşiklere bağımlı organizmalardır. Fotoheterotroflar fotofosforilasyon yoluyla ATP üretir, ancak yapı ve diğer biyo-moleküller oluşturmak için çevreden elde edilen organik bileşikler kullanır.[6]

Akış şemasıDüzenle

 
Bir türün ototrof (kendibeslek), heterotrof (dışbeslek) veya bir alt tip olup olmadığını belirlemek için akış şeması

KaynakçaDüzenle

  1. ^ Lwoff, A., C.B. van Niel, P.J. Ryan, and E.L. Tatum (1946). Nomenclature of nutritional types of microorganisms. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology (5th edn.), Vol. XI, The Biological Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, pp. 302–303, [1] 7 Kasım 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
  2. ^ Schneider, С. K. 1917. Illustriertes Handwörterbuch der Botanik. 2. Aufl., herausgeg. von K. Linsbauer. Leipzig: Engelmann, [2] 3 Temmuz 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
  3. ^ Hine, Robert (2005). The Facts on File dictionary of biology. Infobase Publishing. s. 175. ISBN 978-0-8160-5648-4. 
  4. ^ Hill, Malcolm S. "Production Possibility Frontiers in Phototroph:heterotroph Symbioses: Trade-Offs in Allocating Fixed Carbon Pools and the Challenges These Alternatives Present for Understanding the Acquisition of Intracellular Habitats." Frontiers in Microbiology 5 (2014): 357. PMC. Web. 11 Mart 2016.
  5. ^ 3. Johnson, Lewis, Morgan, Raff, Roberts, and Walter. "Energy Conversion: Mitochondria and Chloroplast." Molecular Biology of the Cell, Sixth Edition By Alberts. 6th ed. New York: Garland Science, Taylor & Francis Group, 2015. 774+. Print.
  6. ^ Campbell, Neil A.; Reece, Jane B.; Urry, Lisa A.; Cain, Michael L.; Wasserman, Steven A.; Minorsky, Peter V.; Jackson, Robert B. (2008). Biology. 8th. s. 564. ISBN 978-0-8053-6844-4.