Klasifikácia halofilu, osmóza, aplikácie, príklady

Ten halofilové organizmy Sú kategóriou mikroorganizmov, prokaryotov aj eukaryotov, ktoré sú schopné reprodukovať a žiť v prostrediach s vysokými koncentráciami soli, ako je morská voda a hypersalské vyprahnuté oblasti. Termín halofil pochádza z gréckych slov halos a okraj, čo znamená „milenec soli“.

Organizmy klasifikované v tejto kategórii tiež patria do veľkej skupiny extrémnečných organizmov, pretože množili extrémne biotopy slanosti, kde by väčšina živých buniek nedokázala prežiť.

Salinas, prostredie extrémnej slanosti, kde sa menia extrémne halofilové bunky. Od h. Zell [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)], z Wikimedia Commons.

V skutočnosti drvivá väčšina existujúcich buniek zrýchlene strácajú vodu, keď sú vystavené médiu bohatým na soľ a práve táto dehydratácia ich v mnohých prípadoch vedie k smrti.

Schopnosť halofilových organizmov byť schopná žiť v týchto prostrediach je to, že môžu vyvážiť svoj osmotický tlak vo vzťahu k životnému prostrediu a udržiavať svoju izosmotickú cytoplazmu s extracelulárnym médiom.

Boli klasifikované na základe koncentrácie soli, v ktorej môžu žiť v extrémnych, miernych, slabých a halofilových halofiloch.

Niektorí zástupcovia halofilu sú zelené riasy Dunaliella Salina, Kôra rodu Artemia alebo Pulga de Agua a húby Aspergillus penicillioides a Aspergillus terreu.

[TOC]

Klasifikácia

Nie všetky halofilové organizmy sú schopné šíriť sa v širokej škále koncentrácií soli. Naopak, líšia sa v stupni slanosti, ktoré sú schopné tolerovať.

Táto úroveň tolerancie, ktorá sa líši medzi veľmi špecifickými koncentráciami NaCl, slúžila na ich klasifikáciu v extrémnych, miernych, slabých a halofilových halofiloch.

Extrémna skupina halofilu zahŕňa všetky tie agentúry schopné naplniť prostredia, kde koncentrácie NACL presahujú 20%.

Nasledujú mierne halofily, ktoré sa menia v koncentráciách NaCl medzi 10 a 20%; a slabé halofily, ktoré tak robia pri nižších koncentráciách, ktoré sa pohybujú medzi 0,5 a 10%.

Môže vám slúžiť: Bifidobacterium: Charakteristiky, reprodukcia, výživa, výhody

Nakoniec halotoleranty sú organizmy, ktoré sú schopné odolať iba nízkym koncentráciám soli.

Osmóza a slanosť

Existuje široká škála prokaryotických halofilov schopných odolávať vysokým koncentráciám NaCl.

Táto schopnosť odolávať podmienkam slanosti, ktoré sa líšia od obetí.

Hlavná alebo ústredná stratégia spočíva v tom, že sa vyhýba dôsledkom fyzického procesu známeho ako osmóza.

Tento jav sa týka pohybu, ktorý vyrába vodu cez semipermakálnu membránu, z miesta s nízkou koncentráciou rozpustených látok až po väčšiu koncentráciu.

Preto, ak v extracelulárnom prostredí (prostredie, v ktorom sa vyvíja organizmus), sú koncentrácie soli vyššie ako koncentrácie soli v cytosóle, stratí vodu zvonku a dehydratuje, až kým nezomrie.

Medzitým, aby sa zabránilo tejto strate vody.

Adaptívne stratégie na riešenie slanosti

Halofilové baktérie. Autor: Maulucioni na základe Commons Images [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)], z Wikimedia Commons.

Niektoré z stratégií používaných týmito organizmami sú: Syntéza enzýmov schopných udržiavať svoju aktivitu pri vysokých koncentráciách soli, fialových membrán, ktoré im umožňujú rast fototrofie, senzory, ktoré regulujú fototaktickú reakciu, ako je Rodopsin a plynné vezikuly, ktoré podporujú ich plavák.

Okrem toho by sa malo poznamenať, že prostredia, v ktorých rastú tieto organizmy, sa celkom menia, čo predstavuje riziko pre ich prežitie. Preto sa vyvíjajú ďalšie stratégie prispôsobené týmto podmienkam.

Jedným z meniacich sa faktorov je koncentrácia rozpustených látok, ktorá je dôležitá iba v hypersalínových médiách, ale v akomkoľvek prostredí, v ktorom môžu dažde alebo vysoké teploty spôsobiť vysušenie, a teda variácie v osmolarite.

Môže vám slúžiť: Shigella Sonnei: Charakteristiky, morfológia, životný cyklus, choroby

Na riešenie týchto zmien sa halofilové mikroorganizmy vyvinuli dva mechanizmy, ktoré im umožňujú udržiavať hyperosmotickú cytoplazmu. Jeden z nich sa volá „soľ“ a druhý „soľ“

Mechanizmus „soľ“

Tento mechanizmus sa vykonávajú spoločnosťou Arches a Haloanaerobial (mierne prísne anaeróbne halofilové baktérie) a spočíva v zvyšovaní vnútorných koncentrácií KCL vo svojej cytoplazme.

Vysoká koncentrácia soli v cytoplazme však vytvorila, že tieto musia robiť molekulárne adaptácie pre normálne fungovanie intracelulárnych enzýmov.

Tieto adaptácie v podstate pozostávajú zo syntézy proteínov a enzýmov bohatých na kyslý a zlý charakter v hydrofóbnych aminokyselinách.

Obmedzením tohto typu stratégie je, že tie organizmy, ktoré ju vykonávajú.

Mechanizmus „soľ“

Tento mechanizmus používa baktérie halofilu aj nehalofilových baktérií, okrem miernych halofilových metanogénnych oblúkov.

V tomto halofilovom mikroorganizme vykonáva osmotickú rovnováhu pomocou malých organických molekúl, ktoré ich môžu syntetizovať alebo odobrať z prostredia.

Tieto molekuly môžu byť polyes (ako je glycerol a arabinitol), cukry, ako je sacharóza, trehalóza alebo glukozyl-glycerol alebo aminokyseliny a odvodené z kvartérnych amínov, ako je glycín-basementovanie.

Všetky z nich majú vysokú rozpustnosť vo vode, nemajú fyziologické zaťaženie pH a môžu dosiahnuť hodnoty koncentrácie, ktoré umožňujú týmto mikroorganizmom udržiavať osmotickú rovnováhu s vonkajším prostredím bez toho, aby ovplyvnili fungovanie vlastných enzýmov.

Tieto molekuly majú navyše schopnosť stabilizovať proteíny proti tepla, vysušeniu alebo zmrazeniu.

Žiadosti

Halofilové mikroorganizmy sú veľmi užitočné na získanie molekúl na biotechnologické účely.

Tieto baktérie nepredstavujú väčšie ťažkosti, ktoré sa majú kultivovať v dôsledku niekoľkých výživových požiadaviek vo svojich médiách. Ich tolerancia voči vysokým koncentráciám soľného roztoku minimálne znižuje riziká kontaminácie, ktorá ich kladie ako výhodnejšie alternatívne organizmy ako A. coli.

Okrem toho, keď kombinujú svoju výrobnú kapacitu s jej odolnosťou voči extrémnym slaným podmienkam, sú mikroorganizmy veľkého záujmu ako zdroj priemyselných výrobkov, a to vo farmaceutickej aj kozmetickej aj biotechnologickej oblasti.

Môže vám slúžiť: camidospora

Niektoré príklady:

Enzýmy

Mnoho priemyselných procesov sa vyvíja za extrémnych podmienok, ktoré ponúka oblasť aplikácie pre enzýmy produkované extrémnefilnými mikroorganizmami, ktoré sú schopné pôsobiť pri extrémnej teplote, hodnotách pH alebo slanosti. Takto boli opísané amilasy a proteázy, ktoré sa používajú v molekulárnej biológii.

Polyméry

Podobne halofilové baktérie sú výrobcovia polymérov s povrchovo aktívnymi a emulgátormi, ktoré majú v ropnom priemysle veľké významy, pretože prispievajú k procesom surovej extrakcie podložia.

Kompatibilné rozpustene

Rozlíšky, ktoré akumulujú tieto baktérie v ich cytoplazme, majú vysoký stabilizátor a ochranca enzýmov, nukleových kyselín, membrán a dokonca aj celých buniek, proti zamrznutiu, vysušeniu, denaturácii tepla a vysokou slanosťou.

To všetko sa používa v enzymatických technológiách, ako aj v potravinárskom a kozmetickom priemysle na predĺženie trvania výrobkov.

Biodegradácia odpadu

Halofilové baktérie sú schopné degradovať toxický odpad, ako sú pesticídy, farmaceutické výrobky, herbicídy, ťažké kovy a procesy extrakcie ropy a plynu.

Jedlo

V oblasti potravín sa zúčastňujú na vypracovaní sójovej omáčky.

Odkazy

1. Dennis PP, Shimmin LC. Evolučná divergencia a výber sprostredkovaný slanosťou v halofilnej archaea. Microbiol Mol Biol Rev. 1997; 61: 90-104.
2. González-Hernández JC, Peña A. Stratégie adaptácie mikroorganizmu halofilu a Debaryomyces hansenii (Halofilové kvasinky). Latinskoamerický mikrobiologický časopis. 2002; 44 (3): 137-156.
3. Modliť sa a. Bionergické apot halofilizmu. Microbiol Mol Biol Rev. 1999; 63: 334-48.
4. Ramírez N, Sandoval AH, Serrano JA. Halofilové baktérie a ich biotechnologické aplikácie. Rev Soc microbiol. 2004; 24: 1-2.
5. Wood JM, Bremer E, Cssonka LN, Krämer R, Poolman B, van der Heide T, Smith LT. Akumulácia osmosensingu a osmoregulačné akumulácie baktérií. Comp Biochem Physiol. 2001; 130: 437-460.