Kľúčový rozdiel – metanogény verzus metanotrofy
Environmentálna biológia je hlavným odvetvím biológie, ktoré sa zaoberá procesmi prostredia. Zapojenie mikroorganizmov do týchto procesov je veľmi dôležité, pretože urýchľuje reakcie a uľahčuje premenu substrátov z jednej formy na druhú. Metán (CH4) je pomenovaný ako skleníkový plyn alebo bioplyn a jeho kolobeh v prírode riadia najmä mikroorganizmy. Metanogenéza je proces, pri ktorom mikroorganizmy produkujú metán z organických zdrojov; Metanogény sú mikroorganizmy zapojené do tohto procesu. Trávenie metánu je ďalším dôležitým procesom, pri ktorom metán využívajú mikroorganizmy známe ako metanotrofy. Kľúčový rozdiel medzi metanogénmi a metanotrofmi je teda v tom, že metanogény produkujú metán, zatiaľ čo metanotrofy využívajú metán.
Čo sú metanogény?
Metanogény sú skupinou extrémofilov, ktoré žijú v prísne anaeróbnych prostrediach, keďže sú to povinné anaeróby. Prítomnosť kyslíka je pre metanogény vysoko toxická. Metanogény patria do domény Archea. Bežnými biotopmi metanogénov sú anaeróbne digestory, anoxické pôdy a gastrointestinálny trakt organizmov vyššej úrovne, ako sú prežúvavce alebo ľudia. Proces metanogenézy poskytuje energiu na prežitie metanogénov a hlavné substráty podieľajúce sa na metanogenéze sú vodík, oxid uhličitý, acetátové zlúčeniny a zlúčeniny C-1, ako je metanol.
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H 2O
CH3COO– + H2O → CH 4 + HCO3
Metanogény sa komerčne používajú v procesoch čistenia odpadových vôd, kde sa vykonáva anaeróbna digescia organických zlúčenín. Proces anaeróbnych kalových digestorov využíva metanogény na vyhnívanie odpadu. Metanogény sa používajú aj v procese výroby bioplynu, kde metanogenéza je posledným krokom výroby bioplynu.
Obrázok 01: Metanogenéza
Príklady metanogénov zahŕňajú Methanococcus, Metanobacterium.
Čo sú metanotrofy?
Metanotrofy alebo metanofily sú mikroorganizmy milujúce metán. Sú to väčšinou gramnegatívne baktérie, ktoré majú schopnosť využívať metán ako zdroj uhlíka a energie. Metanotrofné baktérie využívajú metán v enzýmovo katalyzovanej reakcii na produkciu oxidu uhličitého. Tento proces prebieha za aeróbnych podmienok (v prítomnosti kyslíka) a na tomto reakčnom procese sa podieľajú enzýmy známe ako metánmonooxygenázy. Metanotrofné baktérie môžu podstúpiť dva osudy v závislosti od ich potreby počas procesu trávenia metánu. V závislosti od trasy existujú dva typy metanotrofov ako typ 1 a typ 2.
Príklady metanotrofov sú Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylocystis a Methylosinus.
Obrázok 02: Metanotrofy
Metanotrofy sa využívajú na kontrolu hladín metánu v biosfére, keďže metán je silný skleníkový plyn, ktorý prispieva k znečisteniu v podobe globálneho otepľovania. Metanotrofy sú tiež súčasťou rozkladu metánu, ktorý je konečným produktom niektorých priemyselných procesov.
Aké sú podobnosti medzi metanogénmi a metanotrofmi?
- Metanogény a metanotrofy sú extrémofily.
- Obaja sa podieľajú na kontrole a cyklovaní metánu.
- Sú priemyselne dôležité v procesoch čistenia odpadových vôd a nakladaní s tuhým odpadom
Aký je rozdiel medzi metanogénmi a metanotrofmi?
Metanogény vs metanotrofy |
|
| Metanogény sú mikroorganizmy, ktoré sú schopné generovať metán z organických zdrojov. | Metanotrofy alebo metanofily sú mikroorganizmy, ktoré sú schopné využívať metán ako zdroj uhlíka a energie. |
| Požiadavka na kyslík | |
| Metanogény sú povinne anaeróbne (metanogenéza prebieha za anaeróbnych podmienok). | Metanotropy sú aeróbne (trávenie metánu prebieha za aeróbnych podmienok). |
| Prekurzory reakcie | |
| Prekurzory metanogenézy sú vodík, oxid uhličitý a zlúčeniny C-1. | Metán je prekurzorom metanotrofných reakcií. |
| Koncové produkty | |
| Metán je konečným produktom metanogenézy. | Pri využití metánu vzniká oxid uhličitý a energia. |
| Aplikácie | |
| Metanogény sa používajú v čistiarňach odpadových vôd v anaeróbnych digestoroch a systémoch úpravy kalu a v závodoch na výrobu bioplynu. | Metanotropy sa používajú pri degradácii produktov na báze metánu a emisií metánu pri priemyselných reakciách. |
Zhrnutie – Metanogény verzus metanotrofy
Metanogény a metanotrofy sú biologicky dôležité typy baktérií, ktoré uľahčujú rovnováhu metánu v prírode a správajú sa synergicky. Metanogény produkujú metán, ktorý metanotrofy využívajú ako zdroj uhlíka a energie. Tento koncept sa ďalej využíva v priemyselných procesoch odpadového hospodárstva pevných látok a odpadových vôd a je preto predmetom výskumu medzi environmentálnymi mikrobiológmi. Metanogény produkujú metán a metanotrofy využívajú metán ako zdroj energie. Toto je kľúčový rozdiel medzi metanogénmi a metanotrofmi.
Stiahnuť PDF verziu metanogénov vs metanotrofy
Verziu tohto článku si môžete stiahnuť vo formáte PDF a použiť ju na offline účely podľa citácie. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi metanogénmi a metanotrofmi.
