Ero metanogeenien ja metanotrofien välillä

Avainero - metanogeenit vs metanotrofit
 

Ympäristöbiologia on tärkein biologian haara, joka käsittelee ympäristöprosesseja. Mikro-organismien osallistumisella näihin prosesseihin on suuri merkitys, koska se nopeuttaa reaktioita ja helpottaa substraattien muuttumista muodosta toiseen. Metaani (CH₄) on nimetty kasvihuonekaasuksi tai biokaasuksi, ja sen pyöräilyä luonteeltaan säätelevät pääasiassa mikro-organismit. Metanogeneesi on prosessi, jossa mikro-organismit tuottavat metaania orgaanisista lähteistä; Metanogeenit ovat mikro-organismeja, jotka osallistuvat tähän prosessiin. Metaanihajotus on toinen tärkeä prosessi, jossa metaania hyödyntävät metanotrofeina tunnetut mikro-organismit. Siten keskeinen ero metanogeenien ja metanotrofien välillä on se metanogeenit tuottavat metaania, kun taas metanotroofit hyödyntävät metaania.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mitkä ovat metanogeenejä 
3. Mitkä ovat metanotrofit
4. Metanogeenien ja metanotrofien väliset yhtäläisyydet
5. Vertailu rinnakkain - metanogeenit vs. metanotrofit taulukkomuodossa
6. Yhteenveto

Mitkä ovat metanogeenejä?

Metanogeenit ovat ryhmä ekstremofiilejä, jotka elävät tiukasti anaerobisessa ympäristössä, koska ne ovat pakollisia anaerobia. Hapen läsnäolo on erittäin myrkyllistä metanogeeneille. Metanogeenit kuuluvat Archea-verkkotunnukseen. Metanogeenien yleisiä elinympäristöjä ovat anaerobiset hajottajat, hapettomat maaperät ja korkeamman tason organismien, kuten märehtijöiden tai ihmisten, maha-suolikanavat. Metanogeneesi-prosessi tarjoaa energiaa metanogeenien selviytymiselle, ja tärkeimmät metanogeneesiin osallistuvat substraatit ovat vety, hiilidioksidi, asetaattiyhdisteet ja C-1-yhdisteet, kuten metanoli.

CO₂ +      4H₂          → CH₄   +    2H₂O

CH₃KUJERTAA^- +   H₂O → CH₄   +     HCO₃

Metanogeenejä käytetään kaupallisesti jäteveden käsittelyprosesseissa, joissa orgaanisten yhdisteiden anaerobinen hajotus suoritetaan. Anaerobisten lietteenkeittimien prosessissa käytetään metaanigeenejä jätteiden sulattamiseen. Metanogeenejä käytetään myös biokaasun tuotantoprosessissa, jossa metanogeneesi on biokaasun tuotannon viimeinen vaihe.

Kuvio 01: Metanogeneesi

Esimerkkejä metaanigeeneistä ovat Methanococcus, Methanobacterium.

Mitä ovat metanotrofit?

Metanotrofit tai metanofiilit ovat metaania rakastavia mikro-organismeja. Ne ovat enimmäkseen gramnegatiivisia bakteereja, joilla on kyky hyödyntää metaania sen hiili- ja energialähteenä. Metanotrofisissa bakteereissa käytetään metaania entsyymikatalysoidussa reaktiossa hiilidioksidin tuottamiseksi. Tämä prosessi tapahtuu aerobisissa olosuhteissa (hapen läsnä ollessa) ja tähän reaktioprosessiin osallistuvat entsyymit, jotka tunnetaan metaanimonoksigenaaseina. Metaanitrofisilla bakteereilla voi olla kaksi kohtaloa riippuen sen tarpeesta metaanin sulamisprosessin aikana. Reitistä riippuen metaanitrofeja on kahta tyyppiä, tyyppiä 1 ja 2.

Esimerkkejä metanotrofeista ovat Metylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylocystis ja  Methylosinus.

Kuvio 02: Metanotrofit

Metanotrofeja käytetään kontrolloimaan biosfäärin metaanitasoja, koska metaani on voimakas kasvihuonekaasu, joka myötävaikuttaa pilaantumiseen ilmaston lämpenemisen muodossa. Metanotrofeja sisällytetään myös metaanin sulamiseen, joka on lopputuote joissain teollisissa prosesseissa.

Mitkä ovat yhtäläisyydet metanogeenien ja metanotrofien välillä?

• Metanogeenit ja metanotrofit ovat ekstremofiilejä.
• Molemmat osallistuvat metaanin hallintaan ja pyöräilyyn.
• Ne ovat teollisesti tärkeitä jätevedenkäsittelyprosesseissa ja kiinteiden jätteiden käsittelyssä

Mikä on ero metanogeenien ja metanotrofien välillä?

Metanogeenit vs metanotrofit
Metanogeenit ovat mikro-organismeja, jotka kykenevät tuottamaan metaania orgaanisista lähteistä.	Metanotrofit tai metanofiilit ovat mikro-organismeja, jotka kykenevät hyödyntämään metaania hiilen ja energian lähteenä.
Happivaatimus
Metanogeenit ovat pakollisia anaerobisia (metanogeneesi tapahtuu anaerobisissa olosuhteissa).	Metaanitrofit ovat aerobisia (metaani pilkkominen tapahtuu aerobisissa olosuhteissa).
Reaktion esiasteet
Metanogeneesin prekursorit ovat vety, hiilidioksidi ja C-1-yhdisteet.	Metaani on metaanitrofisten reaktioiden edeltäjä.
Lopputuotteet
Metaani on metanogeneesin lopputuote.	Hiilidioksidia ja energiaa syntyy metaanin käytön aikana.
Sovellukset
Metaanigeenejä käytetään jätevedenpuhdistamoissa anaerobisissa keittimissä ja lietteenkäsittelyjärjestelmissä sekä biokaasuntuotantolaitoksissa.	Metanotrofeja käytetään metaanipohjaisten tuotteiden ja metaanipäästöjen hajottamiseen teollisissa reaktioissa.

Yhteenveto - Metanogeenit vs. metanotrofit

Metanogeenit ja metanotrofit ovat biologisesti tärkeitä bakteerityyppejä, jotka helpottavat metaanin tasapainoa luonnossa ja käyttäytyvät synergistisesti. Metanogeenit tuottavat metaania, jota metanotrofit hyödyntävät hiilen ja energian lähteenä. Tätä konseptia käytetään edelleen kiinteiden aineiden ja jätevesien jätehuollon teollisissa prosesseissa, ja siksi se on tutkimuksen aihe ympäristömikrobiologien keskuudessa. Metanogeenit tuottavat metaania ja metanotrofit käyttävät metaania energialähteenä. Tämä on tärkein ero metanogeenien ja metanotrofien välillä.

Lataa PDF-versio metanogeeneistä vs metanotrofeista

Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä. Metanogeenien ja metanotrofien välinen ero.

Viitteet:

1. Hanson, R. S. ja T. E. Hanson. "Metanotrofiset bakteerit." Mikrobiologiset arvostelut. Yhdysvaltain lääketieteellinen kirjasto, kesäkuu 1996. Web. Saatavilla täältä. 15. elokuuta 2017.
2. Triantafyllou, Konstantinos, Christopher Chang ja Mark Pimentel. "Metogeenit, metaani ja ruuansulatuskanavan liikkuvuus." Lehti Neurogastroenterology and Motility. Korean neurogastroenterologian ja liikkuvuuden yhdistys, tammikuu 2014. Web. Saatavilla täältä. 15. elokuuta 2017.
3. Whitman, William B., Timothy L. Bowen ja David R. Boone. "Metanogeeniset bakteerit." Springer. Springer New York, 1. tammikuuta 1970. Verkko. Saatavilla täältä. 15. elokuuta 2017.

Kuvan kohteliaisuus:

1.” Metanogeneesiasetaatti ”Von Yikrazuul (keskustelu) - Eigenes Werk (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta
2. ”Methylococcus capsulatus” De (Kuva: Anne Fjellbirkeland) - metaania rakastavan bakteerin perimä. PLoS Biol 2/10/2004: e358. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.0020358 (CC BY 2.5) Commons Wikimedian kautta