Ominaisuudet, esimerkit, sovellukset

Organismit happofiilit Ne ovat eräänlainen mikro -organismit (prokaryootit tai eukaryootit), jotka kykenevät lisääntymään ja elämään ympäristöissä, joiden pH -arvot ovat alle 3. Itse asiassa happofiilinen termi tulee kreikasta ja tarkoittaa "happojen rakastajaa".

Nämä ympäristöt voivat tulla vulkaanisista aktiivisuuksista vapauttamalla rikkaita kaasuista tai rautakaivosten metallioksidien seoksesta. Lisäksi ne voivat olla itse organismien aktiivisuuden tai aineenvaihdunnan tuote, jotka happeavat heidän omat keinonsa selviytyäkseen.

Punaisen joen happamat vedet toimivat elinympäristönä monenlaisille happamille mikro -organismeille, jotka antavat sille ominaisen värin. Antonio de Mijas, Espanja [CC BY-SA 2.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/2.0)], Wikimedia Commons.

Tämän luokan luokitellut organismit kuuluvat myös suureen ääriliikkeiden organismeihin, koska ne kasvavat ympäristöissä, joiden pH on hyvin hapan. Missä useimmat solut eivät pysty selviytymään.

Lisäksi on tärkeää korostaa, että tämä organisaatioryhmä on erittäin tärkeä ekologisesta ja taloudellisesta näkökulmasta.

[TOC]

Yleiset luonteenpiirteet

Kilpailu, saalistus, keskinäisyys ja synergia

Useimmat happofiiliset organismit kasvavat ja elävät happea. On kuitenkin happofiilisiä testejä, joita voidaan kehittää sekä ilman happea ja läsnä ollessa.

Lisäksi nämä organismit luovat erityyppisiä vuorovaikutuksia muiden organismien, kuten pätevyyden, saalistamisen, keskinäisyyden ja synergian kanssa. Esimerkki ovat sekoitettua happokasveja, joilla on suurempi kasvu ja tehokkuus sulfidimineraalien hapettumisessa kuin yksittäiset viljelykasvit.

Happamuus, ratkaisuongelma

Happofiileillä näyttää olevan erottuvat rakenteelliset ja toiminnalliset ominaisuudet, jotka antavat niiden neutraloida happamuuden. Näihin kuuluvat erittäin läpäisemättömät solukalvot, korkea sisäinen sääntelykapasiteetti ja ainutlaatuiset kuljetusjärjestelmät.

Koska happofiilit asuvat ympäristössä, jossa protonien pitoisuus on korkea, ne ovat kehittäneet pumppujärjestelmiä, jotka vastaavat ulkomaille protonien karkottamisesta. Tämä strategia tekee bakteerien sisätiloista pH: n hyvin lähellä neutraalia.

Se voi palvella sinua: Selenito -liemi: Mikä on, perusta, valmistelu, käyttö
Appofiiliset organismit ovat kehittäneet protonien pumppujärjestelmän, jonka avulla ne voivat pumppata protonit ulospäin ja pitää solunsisäisen pH: n lähellä neutraalia. Kirjoittanut Philmacd [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/4.0)], Wikimedia Commons.

Kuitenkin kaivoksissa, joilla on korkea rikkihappopito.

Toisaalta, johtuen äärimmäisistä olosuhteista, joihin tämäntyyppiset mikro -organismit ovat alistettuja, heidän on varmistettava, että kaikki heidän proteiinit ovat toiminnallisia eivätkä daturalisoitua.

Tätä varten syntetisoidut proteiinit ovat suurta molekyylipainoa, niin että ne muodostavat aminohappojen välillä enemmän yhteyksiä. Tällä tavalla on vaikeampaa, kun linkkien hajoaminen tapahtuu, ja proteiinirakenteeseen annetaan enemmän stabiilisuutta.

Kalvon korkea

Kun protonit saapuvat sytoplasmaan, appofiilisten organismien on toteutettava menetelmiä, joiden avulla ne voivat lievittää vähentyneen sisäisen pH: n vaikutuksia.

PH: n pitämiseksi appofiileissä on vedenpitävä solukalvo, joka rajoittaa protonien pääsyn sytoplasmaan. Tämä johtuu siitä, että archean -hapofiilien kalvo koostuu muista lipideistä eukaryoottisissa bakteereissa ja solukalvoissa.

Kaareissa fosfolipideillä on hydrofobinen (isopenoidi) alue ja glyserolirunko ja fosfaattiryhmä koostuva polaarinen alue. Joka tapauksessa ammattiliitto johtuu eetterilinkistä, joka tuottaa suurempaa vastustuskykyä etenkin korkeille lämpötiloihin.

Lisäksi joissakin tapauksissa kaareissa ei ole bicapasia, mutta kahden hydrofobisen ketjun liiton tuote muodostaa yksikerroksen, jossa kahden polaariryhmän ainoa molekyyli antaa heille suuremman resistenssin.

Voi palvella sinua: immunoglobuliini D

Toisaalta huolimatta siitä, että fosfolipidit tekevät.

Merkitys happofiiliset organismit evoluutiomallina

Appofiilien organismeilla on potentiaalinen merkitys evoluutiossa, koska alhaisen pH- ja metalli -rikkaat olosuhteet, joissa ne kasvavat.

Siksi happofiilien organismit voisivat edustaa ensisijaisia ​​jäännöksiä, joista monimutkaisin elämä kehittyi.

Lisäksi, koska aineenvaihduntaprosessit olisivat voineet olla peräisin sulfidimineraalien pinnalta, näiden organismien DNA: n rakenne olisi voinut tapahtua happahapossa.

Säätely hapofiilisissä organismeissa

PH: n säätely on välttämätöntä kaikille organismeille, tästä syystä hapofiileillä on oltava solunsisäinen pH lähellä neutraalia.

Happofiiliset organismit kykenevät kuitenkin sietämään useiden suuruusluokkien pH -kaltevuuksia verrattuna organismeihin, jotka kasvavat vain pH: n lähellä neutraalisuutta. Esimerkki on Termoplasma happofilum Kuka pystyy elämään 1,4 pH: ssa säilyttäen sen sisäisen pH: n 6,4: ssä.

Mielenkiintoinen asia hapofiilisissä organismeissa on, että nämä hyödyntävät tätä pH -gradienttia energian tuottamiseksi protonien motorisen voiman kautta.

Esimerkkejä hapofiilisistä mikro -organismeista

Appofiiliorganismit jakautuvat enimmäkseen bakteereihin ja kaareihin ja ne edistävät lukuisia biogeokemiallisia syklejä, jotka sisältävät rauta- ja rikkisyklit.

Entisten joukossa meillä on Ferroplasma agentarmanus, joka on kaari, joka kykenee kasvamaan pH -ympäristöissä lähellä nollaa. Muut prokaryootit ovat Picrophilus Oshimae ja Picrophilus torridus, Ne ovat myös termofiilisiä ja kasvavat japanilaisissa vulkaanisissa kraattereissa.

Se voi palvella sinua: pyruvaattikinaasi: rakenne, toiminta, säätely, estäminen

Meillä on myös joitain hapofiilisiä eukaryooteja, kuten Syanidyum caldariuym, joka pystyy elämään pH: ssa lähellä nollaa pitäen solun sisäpuolen melkein neutraalilla tasolla.

Acontium -sylatium, Kefalosporium SP. ja Trichosporon cerebriae, Sienen valtakunnasta on kolme eukaryoottia. Toiset yhtä mielenkiintoisia ovat Picrophilus Oshimae ja Picrophilus torridus.

Sovellukset

Huuhtelu

Acidofiilisten mikro -organismien tärkeä rooli sisältää sen bioteknologisen käytön, erityisesti mineraalimetallien uuttamiseen, mikä vähentää huomattavasti perinteisillä kemiallisilla menetelmillä syntyneitä epäpuhtauksia (huuhtoaminen).

Tämä prosessi on erityisen hyödyllinen kuparin louhinnassa, missä esimerkiksi Thobacillus -sulfolobus Ne voivat toimia katalysaattorina ja nopeuttaa kuparisulfaatin hapettumisnopeutta, joka muodostuu hapettumisen aikana, auttaen metallin liukenemista.

Ruokateollisuus

Appofiilisillä organismeilla on teollisuuden kiinnostavia entsyymejä, jotka ovat stabiilien entsyymien lähde hapoihin, joilla on sovelluksia, kuten voiteluaineet.

Lisäksi elintarviketeollisuudessa käytetään amylaasien ja glucoamilasasien tuotantoa tärkkelyksen käsittelyyn, leipomoon, hedelmämehun jalostukseen.

Lisäksi niitä käytetään laajalti tuotannossa proteaasien ja solujen tuotannossa, joita käytetään eläinruokakomponentteina ja farmaseuttisten tuotteiden kehittämisessä.

Viitteet

1. Baker-Austin C, Dopson M. Elämä hapossa: pH homeostaasi hapofiileissä. Trendit mikrobioli. 2007; 15 (4): 165-71.
2. Edwards KJ, Bond PL, Gihring TM, Banfield JF. Arkeaalinen raudan hapettava äärimmäinen hapofiili, joka on tärkeä happamiinan viemärissä. Tiede. 2000; 287: 1796-1799.
3. Horikoshi k. Alkaliphiles: heidän tuotteidensa SOM -sovellukset bioteknologialle. Mikrobiologia ja molekyylibiologiakatsaukset. 1999; 63: 735-750.
4. Kar NS, Dasgupta AK. Pintavarauksen mahdollinen rooli membraanin organisaatiossa hapofiilissä, intialaisessa. Biokemian ja biofysiikan lehti. 1996; 33: 398-402.
5. Macalady JL, Clading MM, Baumler D, Boekelheid N, Kaspar CW, Banfield JF. Tetraettisillä linkitetyt kalvojen yksikerrokset Ferroplasma SPP: Avain selviytyä hapossa. Äärimmäisyys. 2004; 8: 411-419
6. Madigan MT, Markinko JM, Parker J. 2003. Prokarioottinen monimuotoisuus: Archea. Julkaisussa: Madigan MT, Markenko JM, Parker J. (Toim.). Brock -mikro -organismit mikro -organismit. Kymmenen painos. Ed. Pearson -Preice Hall, Madrid, s. 741-766.
7. Schleper C, Pühler G, Kühlmorgen B, Zillig W. Elämä erittäin matalalla pH: lla. Luonto. tuhatyhdeksänsataayhdeksänkymmentäviisi; 375: 741-742.
8. Wiegel J, Keubrin UV. Emäksinen. Biokemialliset seuran liiketoimet. 2004; 32: 193-198.