مونوهيدرات الجلوكوز ، المعروف أيضًا باسم مونوهيدرات سكر العنب أو الجلوكوز ببساطة، يلعب دورًا حاسمًا في الثقافة الميكروبية، خاصة في بيئة المختبر للدراسات الميكروبيولوجية وعمليات التخمير الصناعية. الجلوكوز هو سكر بسيط ويعمل كمصدر طاقة متاح بسهولة للكائنات الحية الدقيقة. يشمل دورها الأساسي في الثقافة الميكروبية ما يلي:
مصدر الطاقة: الجلوكوز هو الركيزة الرئيسية التي تستخدمها الكائنات الحية الدقيقة لتوليد الطاقة من خلال التنفس الخلوي أو التخمير. تقوم الكائنات الحية الدقيقة، مثل البكتيريا والخميرة والفطريات، باستقلاب الجلوكوز لإنتاج ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات)، عملة الطاقة الأساسية في الخلايا. هذه الطاقة ضرورية لمختلف العمليات الخلوية، بما في ذلك النمو والتكاثر والحفاظ على سلامة الخلية.
مصدر الكربون: تتطلب الكائنات الحية الدقيقة الكربون باعتباره لبنة بناء أساسية لتخليق المكونات الخلوية مثل البروتينات والدهون والأحماض النووية والجزيئات الحيوية الأخرى. يوفر الجلوكوز مصدرًا للكربون يسهل استيعابه للكائنات الحية الدقيقة لدعم نموها وتكاثرها.
إنتاج الكتلة الحيوية: يستخدم الجلوكوز كمقدمة لتخليق الجزيئات الكبيرة مثل DNA، RNA، البروتينات، وأغشية الخلايا. عندما تستهلك الكائنات الحية الدقيقة الجلوكوز، فإنها تستخدمه لبناء مكونات خلوية جديدة، وبالتالي زيادة كتلتها الحيوية.
محفز للتعبير الجيني: في بعض الحالات، يمكن أن يعمل الجلوكوز كجزيء منظم، مما يؤثر على التعبير عن جينات معينة في الكائنات الحية الدقيقة. على سبيل المثال، تتضمن الظاهرة المعروفة باسم قمع الكاتابوليت تثبيط التعبير عن جينات معينة عند وجود الجلوكوز، حتى في حالة توفر مصادر كربون أخرى.
إنتاج المستقلبات الثانوية: في التخمرات الصناعية، يمكن استخدام الجلوكوز كمصدر أولي للكربون لإنتاج مختلف المستقلبات الثانوية، مثل المضادات الحيوية، والإنزيمات، والأحماض العضوية، والوقود الحيوي، من خلال سلالات ميكروبية محددة.
عند زراعة الكائنات الحية الدقيقة في المختبر أو البيئات الصناعية، غالبًا ما يتم إضافة الجلوكوز إلى وسائط الاستنبات لتوفير مصدر للكربون والطاقة يمكن التحكم فيه ويمكن الوصول إليه بسهولة. يمكن تعديل تركيز الجلوكوز في الوسط اعتمادًا على المتطلبات المحددة للكائنات الحية الدقيقة وأهداف الثقافة، مثل زيادة إنتاج الكتلة الحيوية إلى الحد الأقصى أو تعزيز تخليق المنتج المستهدف.
