İnsanlar ve diğer hayvanlar gibi, bakterilerin de nefes alması gerekir. Bazı durumlarda, bakteriler insanlarda olduğu gibi, solunum için oksijen kullanırlar. Diğer durumlarda bakteri, solunum için son elektron alıcısı olarak bir veya daha fazla farklı molekül kullanır. Solunumun amacı, hücreye adenosin trifosfat, ATP formunda enerji oluşturmak için uygun molekülleri sağlamaktır. ATP, hücrelerin enerji para birimi olup, önemli hücresel işlemlerin devam etmesine izin verir.
Glikoliz
Bakteriyel solunum, öncelikle ATP ve önemli yan ürünler oluşturmak için şekerin parçalanmasıyla ilgilenen bir adım, glikoliz ile başlar. Glikolizde piruvat olarak bilinen organik bir molekül, Kreb döngüsüne enerji sağlar ve iki asetil-CoA molekülüne ayrılır. Asetil-CoA, Kreb’in enerji üretimi döngüsüne giren ana karbon kaynağıdır. Kreb döngüsü, az miktarda ATP ve büyük miktarda NADH + ve FADH2 oluşturmak için bu molekülleri kullanır. NADH + ve FADH2, ATP üretimini daha da artıran, elektron taşıma zinciri etrafındaki membran potansiyeline proton bağışında büyük öneme sahiptir.
The Proton Gradient
NADH + ve FADH2 protonlar için taşıma görevi görür. Bu moleküller Kreb’in döngüsünden elektron taşıma zincirine taşınır ve protonları taşır. Elektron taşıma zincirinde, NADH + ve FADH2 protonları bağışlar ve hücrenin dışındaki proton gradyanını arttırır. Yeterli protonlar hücre zarının dışına taşındıktan sonra, hücre adenozin trifosfat üretmeye hazırdır.
Elektron Taşıma Zinciri
Oksijene ek olarak, bakteriler birçok farklı inorganik ve organik molekülle de solunum yapabilir. Ohio State Üniversitesi'ne göre, anaerobik bakteriler, oksijen yerine son elektron alıcıları olarak nitrat, sülfat ve karbonat gibi inorganik molekülleri kullanır. Bu moleküller elektron taşıma zincirinin sonuna otururlar. Bakterilerdeki elektron taşıma zinciri, hücre zarının dışından proton gradyanı oluşturmak için şeker parçalayan bir işlem olan glikoliz ürünlerini kullanır. Bu protonlar daha sonra, sadece 2 fosfat grubuna sahip bir adenosin molekülü olan adenosin difosfata, sadece 2 fosfat grubuna sahip olan bir fosfat grubunun ilave edilmesini, adenosin trifosfat yapmak üzere hücre zarı boyunca geri dönerler. elektron taşıma zinciri, zincirde fonksiyonun azalmasına neden olur ve bu da hücrenin yaşamak için yeterli enerji üretmemesine neden olabilir. Elektron taşıma zincirindeki çoğu zaman mutasyonlar zararlıdır; Hücre ölümüne neden olurlar. Hücresel işlemler, elektron taşıma zincirinden üretilen enerji olmadan devam edemez.
Zehirler
Elektron taşıma zinciri, zehir kullanımıyla engellenebilir. Fare zehiri, elektron taşıma zincirindeki ilk adımlardan birini engelleyerek çalışır. Siyanür ve karbon monoksit blok gibi diğer zehirler zincirde daha da ilerler. Zehirlerin insan ve bakteriyel elektron taşıma zincirleri arasında ayrım yapmadığından problemli bir bakteri popülasyonunu kontrol etmek için zehir kullanımı genellikle tavsiye edilmez.