Różnica między metanogenami a metanotrofami

Kluczowa różnica - metanogeny vs. metanotrofy
 

Biologia środowiska jest główną gałęzią biologii, która zajmuje się procesami środowiska. Udział mikroorganizmów w tych procesach ma ogromne znaczenie, ponieważ przyspiesza reakcje i ułatwia konwersję substratów z jednej formy do drugiej. Metan (CH₄) jest nazywany gazem cieplarnianym lub biogazem, a jego cyklizm w naturze jest regulowany głównie przez mikroorganizmy. Metanogeneza to proces, w którym mikroorganizmy wytwarzają metan ze źródeł organicznych; Metanogeny to mikroorganizmy biorące udział w tym procesie. Trawienie metanu jest kolejnym ważnym procesem, w którym metan jest wykorzystywany przez mikroorganizmy zwane metanotrofami. Zatem kluczową różnicą między metanogenami i metanotrofami jest to metanogeny wytwarzają metan, podczas gdy metanotrofy wykorzystują metan.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to są metanogeny 
3. Co to są metanotrofy
4. Podobieństwa między metanogenami i metanotrofami
5. Porównanie obok siebie - metanogeny vs metanotrofy w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to są metanogeny?

Metanogeny to grupa ekstremofilów, którzy żyją w środowisku beztlenowym, ponieważ są bezwzględnymi beztlenowcami. Obecność tlenu jest wysoce toksyczna dla metanogenów. Metanogeny należą do domeny Archea. Typowymi siedliskami metanogenów są beztlenowe urządzenia trawiące, gleby beztlenowe oraz przewód pokarmowy organizmów wyższych poziomów, takich jak przeżuwacze lub ludzie. Proces metanogenezy zapewnia energię do przetrwania metanogenów, a głównymi substratami zaangażowanymi w metanogenezę są wodór, dwutlenek węgla, związki octanowe i związki C-1, takie jak metanol.

WSPÓŁ₂₎ +      4H₂₎          → CH₄   +    2H₂₎O

CH₃₎GRUCHAĆ^- +   H.₂₎O → CH₄   +     HCO₃₎

Metanogeny są komercyjnie stosowane w procesach oczyszczania ścieków, w których przeprowadza się beztlenowe trawienie związków organicznych. Proces beztlenowych komór fermentacyjnych wykorzystuje metanogeny do trawienia odpadów. Metanogeny stosuje się również w procesie produkcji biogazu, gdzie metanogeneza jest ostatnim etapem produkcji biogazu.

Rycina 01: Metanogeneza

Przykłady metanogenów obejmują Methanococcus, Methanobacterium.

Co to są metanotrofy?

Metanotrofy lub metanofile są mikroorganizmami kochającymi metan. Są to głównie bakterie Gram-ujemne, które potrafią wykorzystywać metan jako źródło węgla i energii. Bakterie metanotroficzne wykorzystują metan w reakcji katalizowanej enzymami do produkcji dwutlenku węgla. Proces ten zachodzi w warunkach tlenowych (w obecności tlenu) i enzymy zwane monooksygenazami metanowymi biorą udział w tym procesie reakcji. Bakterie metanotroficzne mogą podlegać dwóm losom w zależności od ich potrzeb podczas procesu trawienia metanu. W zależności od trasy, którą pokonuje, istnieją dwa rodzaje metanotrofów, jak typ 1 i typ 2.

Przykładami metanotrofów są Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylocystis i  Methylosinus.

Rycina 02: Metanotrofy

Metanotrofy są wykorzystywane do kontrolowania poziomu metanu w biosferze, ponieważ metan jest silnym gazem cieplarnianym, który przyczynia się do zanieczyszczenia w postaci globalnego ocieplenia. Metanotrofy są również włączane do trawienia metanu, który jest produktem końcowym w niektórych procesach przemysłowych.

Jakie są podobieństwa między metanogenami a metanotrofami?

• Metanogeny i metanotrofy są ekstremofilami.
• Oba są zaangażowane w kontrolę i cykl metanu.
• Są przemysłowo ważne w procesach oczyszczania ścieków i gospodarowaniu odpadami stałymi

Jaka jest różnica między metanogenami a metanotrofami?

Metanogeny kontra metanotrofy
Metanogeny to mikroorganizmy zdolne do wytwarzania metanu ze źródeł organicznych.	Metanotrofy lub metanofile to mikroorganizmy, które potrafią wykorzystywać metan jako źródło węgla i energii.
Wymagania tlenowe
Metanogeny są obowiązkowo beztlenowe (metanogeneza zachodzi w warunkach beztlenowych).	Metanotrofy są tlenowe (trawienie metanem odbywa się w warunkach tlenowych).
Prekursory reakcji
Prekursorami metanogenezy są wodór, dwutlenek węgla i związki C-1.	Metan jest prekursorem reakcji metanotrofowych.
Produkty końcowe
Metan jest końcowym produktem metanogenezy.	Dwutlenek węgla i energia powstają podczas utylizacji metanu.
Aplikacje
Metanogeny stosuje się w oczyszczalniach ścieków w komorach beztlenowych i systemach oczyszczania osadu oraz w zakładach produkcji biogazu.	Metanotrofy są stosowane w produktach degradacji metanu i emisji metanu w reakcjach przemysłowych.

Podsumowanie - Metanogeny kontra metanotrofy

Metanogeny i metanotrofy są biologicznie ważnymi rodzajami bakterii, które ułatwiają równowagę metanu w naturze i zachowują się synergistycznie. Metanogeny wytwarzają metan wykorzystywany przez metanotrofy jako źródło węgla i energii. Ta koncepcja jest dalej wykorzystywana w przemysłowych procesach gospodarki odpadami ciał stałych i ścieków, dlatego jest tematem badań wśród mikrobiologów środowiskowych. Metanogeny wytwarzają metan, a metanotrofy wykorzystują metan jako źródło energii. Jest to kluczowa różnica między metanogenami a metanotrofami.

Pobierz wersję PDF metanogenów vs metanotrofów

Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać go do celów offline zgodnie z cytatem. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między metanogenami a metanotrofami.

Bibliografia:

1. Hanson, R. S. i T. E. Hanson. „Bakterie metanotroficzne”. Recenzje mikrobiologiczne. U.S. National Library of Medicine, czerwiec 1996. Web. Dostępny tutaj. 15 sierpnia 2017 r.
2. Triantafyllou, Konstantinos, Christopher Chang i Mark Pimentel. „Metanogeny, metan i motoryka przewodu pokarmowego”. Journal of Neurogastroenterology and Motility. Korean Society of Neurogastroenterology and Motility, styczeń 2014. Web. Dostępny tutaj. 15 sierpnia 2017 r.
3. Whitman, William B., Timothy L. Bowen i David R. Boone. „Bakterie metanogenne”. Skoczek. Springer New York, 01 stycznia 1970. Web. Dostępny tutaj. 15 sierpnia 2017 r.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. ” Octan metanogenezy ”Von Yikrazuul (dyskusja) - Eigenes Werk (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „Methylococcus capsulatus” De (zdj .: Anne Fjellbirkeland) - genom bakterii kochającej metan. PLoS Biol 2/10/2004: e358. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.0020358 (CC BY 2.5) przez Commons Wikimedia