Verschil tussen methanogenen en methanotrofen

Belangrijkste verschil - Methanogenen vs. Methanotrofen

Milieubiologie is een belangrijke tak van de biologie die zich bezighoudt met processen van de omgeving. De betrokkenheid van micro-organismen bij deze processen is van groot belang omdat het de reacties versnelt en de conversie van substraten van de ene vorm naar de andere vergemakkelijkt. Methaan (CH₄) wordt genoemd als een broeikasgas of een biogas en het cyclische karakter ervan wordt voornamelijk bepaald door micro-organismen. Methanogenese is een proces waarbij micro-organismen methaan produceren uit organische bronnen; Methanogenen zijn de micro-organismen die bij dit proces zijn betrokken. De methaanvertering is een ander belangrijk proces waarbij methaan wordt gebruikt door micro-organismen die bekend staan als methanotrofen. Het belangrijkste verschil tussen methanogenen en methanotrofen is dus dat methanogenen produceren methaan, terwijl methanotrofen methaan gebruiken.

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat zijn Methanogenen
3. Wat zijn Methanotrophs
4. Overeenkomsten tussen methanogenen en methanotropen
5. Vergelijking zij aan zij - Methanogenen versus methanotroffen in tabelvorm
6. Samenvatting

Wat zijn Methanogenen?

Methanogenen zijn een groep extremofielen die in strikt anaërobe omgevingen leven, omdat ze verplichte anaëroben zijn. De aanwezigheid van zuurstof is zeer giftig voor methanogenen. Methanogenen behoren tot het domein Archea. Gemeenschappelijke habitats van methanogenen zijn anaërobe gistingstanks, anoxische bodems en de maagdarmkanalen van organismen van een hoger niveau zoals herkauwers of mensen. Het proces van methanogenese levert energie voor de overleving van methanogenen en de belangrijkste substraten die betrokken zijn bij methanogenese zijn waterstof, koolstofdioxide, acetaatverbindingen en C-1-verbindingen zoals methanol.

CO₂ + 4H₂ → CH₄+ 2H₂O

CH₃COO^- + H₂O → CH₄+ HCO₃

Methanogenen worden commercieel gebruikt in afvalwaterbehandelingsprocessen, waarbij anaërobe afbraak van organische verbindingen wordt uitgevoerd. Het proces van anaerobe slibvergisters maakt gebruik van methanogenen om het afval te verteren. Methanogenen worden ook gebruikt in het proces van Bio Gas-productie, waar methanogenese de laatste stap is van de productie van biogas.

Figuur 01: Methanogenese

Voorbeelden van methanogenen zijn onder meer Methanococcus, Methanobacterium.

Wat zijn Methanotrophs?

Methanotroffen of Methanofielen zijn methaan houdende micro-organismen. Het zijn meestal gram-negatieve bacteriën die het vermogen hebben om methaan als koolstof- en energiebron te gebruiken. Methanotrofe bacteriën gebruiken methaan in een enzymgekatalyseerde reactie om koolstofdioxide te produceren. Dit proces vindt plaats onder aerobe omstandigheden (in de aanwezigheid van zuurstof) en enzymen die bekend staan als methaanmonooxygenases zijn betrokken bij dit reactieproces. Methanotrofe bacteriën kunnen afhankelijk van de behoefte tijdens het proces van methaanontsluiting twee lotgevallen ondergaan. Afhankelijk van de route die het aflegt, zijn er twee soorten methanotrofen als type 1 en type 2.

Voorbeelden van methanotrofen zijn Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylocystis en Methylosinus.

Figuur 02: Methanotroffen

Methanotropen worden gebruikt voor het beheersen van methaanniveaus in de biosfeer, aangezien methaan een sterk broeikasgas is dat bijdraagt aan vervuiling in de vorm van het broeikaseffect. Methanotrope stoffen worden ook opgenomen in de vertering van methaan, een eindproduct in sommige industriële processen.

Wat zijn de overeenkomsten tussen methanogenen en methanotrofen?

Methanogenen en methanotropen zijn extremofielen.
Beide zijn betrokken bij de controle en cycli van methaan.
Ze zijn industrieel belangrijk in afvalwaterbehandelingsprocessen en beheer van vast afval

Wat is het verschil tussen methanogenen en methanotrofen?

Methanogenen vs Methanotrofen
Methanogenen zijn micro-organismen die in staat zijn om methaan uit organische bronnen te genereren.	Methanotroffen of Methanofielen zijn micro-organismen die methaan kunnen gebruiken als een bron van koolstof en energie.
Zuurstofvereiste
Methanogenen zijn verplicht anaerobe (Methanogenese vindt plaats onder anaerobe omstandigheden).	Methanotroffen zijn aerobisch (methaanvertering vindt plaats onder aërobe omstandigheden).
Voorlopers van de reactie
Voorlopers van methanogenese zijn waterstof, koolstofdioxide en C-1-verbindingen.	Methaan is de voorloper van methanotrofreacties.
Eindproducten
Methaan is het eindproduct van methanogenese.	Kooldioxide en energie worden geproduceerd tijdens het methaangebruik.
toepassingen
Methanogenen worden gebruikt in afvalwaterzuiveringsinstallaties in anaerobe vergisters en slibbehandelingssystemen, en in biogasproductie-installaties.	Methanotropen worden gebruikt bij het afbreken van methaan gebaseerde producten en methaanemissies bij industriële reacties.

Samenvatting - Methanogenen vs Methanotrofen

Methanogenen en methanotropen zijn biologisch belangrijke soorten bacteriën die de balans van methaan in de natuur bevorderen en zich synergistisch gedragen. Methanogenen produceren methaan dat wordt gebruikt door methanotrofen als hun koolstof- en energiebron. Dit concept wordt verder gebruikt in industriële processen van afvalbeheer van vaste stoffen en afvalwater en is daarom een onderwerp van onderzoek onder de omgevingsmicrobiologen. Methanogenen produceren methaan en methanotropen gebruiken methaan als energiebron. Dit is het belangrijkste verschil tussen methanogenen en methanotrofen.

Download de PDF-versie van Methanogens versus Methanotrophs

U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden, zoals per citaatnotitie. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen methanogenen en methanotrofen.

Referenties:

1. Hanson, R. S. en T. E. Hanson. "Methanotrofe bacteriën." Microbiologische beoordelingen. U.S. National Library of Medicine, juni 1996. Web. Beschikbaar Hier. 15 aug. 2017.
2. Triantafyllou, Konstantinos, Christopher Chang en Mark Pimentel. "Methanogenen, methaan en gastrointestinale motiliteit." Journal of Neurogastroenterology and Motility. Korean Society of Neurogastroenterology and Motility, januari 2014. Web. Beschikbaar Hier. 15 aug. 2017.
3. Whitman, William B., Timothy L. Bowen en David R. Boone. "The Methanogenic Bacteria." Springer. Springer New York, 1 januari 1970. Web. Beschikbaar Hier. 15 aug. 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "Methanogenesis acetaat" Von Yikrazuul (talk) - Eigenes Werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Methylococcus capsulatus" De (Afbeelding: Anne Fjellbirkeland) - Het genoom van een methaan-houdende bacterie. PLoS Biol 2/10/2004: e358. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.0020358 (CC BY 2.5) via Commons Wikimedia

Microbiologie