МИКРОБИОЛОГИЯ БИОЛОГИЯ ПРОКАРИОТОВ ТОМ II - А. В. ПИНЕВИЧ - 2007

Предисловие

Невежество находя в своем смысле простые каменья, принимает их за лучшие алмазы, и за такие выдает их другим.

Российская азбука для обучения юношества чтению, напечатанная для общественных школ по Высочайшему повелению (Санктпетербург, конец XVIII в.)

Во II томе учебника подробно рассказано о питании бактерий и архей. Что нового он содержит по сравнению с предшествующими руководствами на эту тему?

Как правило, авторы отечественных учебных изданий по микробиологии уделяют преимущественное внимание гетеротрофному метаболизму, в особенности в связи с медицинскими или биотехнологическими проблемами.

Наша задача принципиально иная — показать, каким образом прокариоты используют все биологически доступные источники энергии и строительного материала, и какое это имеет значение для биосферы в целом и человека в частности. За основу взят тезис о взаимном паритете основных аспектов прокариотного метаболизма, и многие из них в развернутом виде до сих пор не излагались на русском языке.

После знакомства с транспортными процессами читатель перейдет к изучению «приходной» части метаболизма—ассимиляции энергии и субстратов. Здесь первое место по праву занимает автотрофный энергетический метаболизм, связанный с ассимиляцией энергии света (фототрофия) или неорганических субстратов (хемолитотрофия). По биологическому значению следом за ним идет автотрофный конструктивный метаболизм, связанный с ассимиляцией неорганического углерода и молекулярного азота.

Автотрофный метаболизм является уникальным свойством прокариотов. Ядерные организмы осуществляют фототрофию только с помощью своих пластид, произошедших от бактерий. В свою очередь, редко встречающаяся у ядерных организмов хемолитотрофия возможна только благодаря их бактериальным эндоцитобионтам. В то же время гетеротрофный метаболизм у прокариотов и ядерных организмов имеет довольно много общих черт.

На «расходной» части метаболизма, связанной с использованием ассимилированной энергии и субстрата, мы уже останавливались в I томе учебника (см. разделы, посвященные биогенезу клеточных структур, секреции и подвижности). Во II томе учебника мы возвращаемся к этой теме в разделе, посвященном трофическому экспорту.

Чтобы процессы питания не воспринимались как транспорт и метаболизм «вообще», мы конкретизируем их для отдельных представителей бактерий и архей, а также применительно к отдельным клеточным структурам. Для лучшего усвоения материала читателю рекомендуется обращаться к I тому учебника, где подробно рассмотрены биоразнообразие, систематика и цитология прокариотов.

Там, где речь идет о промежуточном метаболизме, в частности о биосинтезе первичных и вторичных метаболитов, а также о катаболических процессах, читатель не встретится с деталями, поскольку в рамках учебника по микробиологии невозможно и не нужно рассматривать все классы биологических соединений и типы биохимических реакций — конкретные сведения без труда можно найти в стандартных учебниках по биохимии или справочниках.

Исключение сделано только для биосинтеза фосфолипидов, полиизопреноидов (в частности, каротиноидов) и тетрапирролов (в частности, хлорофиллов). Они имеют исключительно важное значение для функциональной структуры прокариотной клетки, однако обычно только упоминаются или поверхностно описываются в учебной литературе.

Автор признателен своим учителям, отечественным и зарубежным коллегам, а также сотрудникам по кафедре микробиологии СПбГУ. И вновь благодарит своих близких — жену Т. В. Серговскую и дочь А. А. Пиневич за неоценимую моральную поддержку и советы, а также помощь в редактировании текста и подготовке иллюстраций.