Halofiililuokitus, osmoosi, sovellukset, esimerkit

Se Halofiili -organismit Ne ovat luokka mikro -organismeja, sekä prokaryooteja että eukaryooteja, jotka kykenevät lisääntymään ja elämään ympäristöissä, joissa on korkeat suolakonsentraatiot, kuten merivettä ja hypersaliinia, kuivia alueita. Termi halofiili tulee kreikkalaisista sanoista halosta ja reunasta, mikä tarkoittaa "suolan rakastajaa".

Tämän luokan luokitellut organismit kuuluvat myös suureen ääriliikkeiden organismeihin, koska ne lisääntyvät äärimmäisistä suolapitoisuuksista, joissa suurin osa elävistä soluista ei pystyisi selviytymään.

Salinas, äärimmäiset suolapitoisuusympäristöt, joissa äärimmäiset halofiilisolut lisääntyvät. Kirjoittanut H. Zell [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)], Wikimedia Commons.

Itse asiassa suurin osa olemassa olevista soluista menettää kiihkeästi vettä, kun ne altistuvat suolalle runsaasti ja juuri tämä kuivuminen johtaa heidän kuolemaansa.

Halofiili -organismien kyky elää näissä ympäristöissä on se, että ne voivat tasapainottaa osmoottisen paineensa suhteessa ympäristöön ja ylläpitää isosmoottista sytoplasmaa solunulkoisen väliaineen kanssa.

Ne on luokiteltu suolan pitoisuuden perusteella, jossa ne voivat elää äärimmäisissä, kohtalaisissa, heikkoissa ja halofiilien halofiileissä.

Jotkut halofiilien edustajat ovat vihreitä leviä Dunaliella salina, Artemia tai Pulga de Agua ja sienten äyriäiset Aspergillus penisillioides ja Aspergillus terreu.

[TOC]

Luokittelu

Kaikki halofiili -organismit eivät kykene lisääntymään monilla suolakonsentraatioilla. Päinvastoin, ne eroavat suolapitoisuuden asteesta, jotka kykenevät sietäväksi.

Tämä toleranssitaso, joka vaihtelee hyvin spesifisten NaCl -pitoisuuksien välillä.

Äärimmäinen halofiiliryhmä sisältää kaikki ne virastot, jotka kykenevät asuttamaan ympäristöjä, joissa NaCl -pitoisuudet ylittävät 20%.

Näitä seuraa kohtalaiset halofiilit, jotka lisääntyvät NaCl -pitoisuuksissa välillä 10 - 20%; ja heikot halofiilit, jotka tekevät niin alemmissa pitoisuuksissa, jotka vaihtelevat välillä 0,5 - 10%.

Voi palvella sinua: Bifidobacterium: Ominaisuudet, lisääntyminen, ravitsemus, edut

Lopuksi halotolerantit ovat organismeja, jotka kestävät vain matalat suolakonsentraatiot.

Osmoosi ja suolapitoisuus

On olemassa laaja valikoima prokaryoottisia halofiilejä, jotka kykenevät vastustamaan suuria NaCl -pitoisuuksia.

Tämä kyky vastustaa suolapitoisuutta, jotka vaihtelevat uhreista.

Tärkein tai keskeinen strategia koostuu osmoosiksi kutsutun fyysisen prosessin seurausten kiertämisestä.

Tämä ilmiö viittaa liikkeeseen, joka tekee vettä puolipisteyksen läpi, liuenneiden aineiden alhaisten pitoisuuksien paikasta yhteen suurempaan pitoisuuteen.

Siksi, jos solunulkoisessa ympäristössä (ympäristö, jossa organismi kehittyy), suolapitoisuudet ovat korkeampia kuin sen sytosolissa, se menettää vettä ulkopuolelle ja kuivua, kunnes se kuolee.

Samaan aikaan tämän veden menetyksen välttämiseksi ne säilyttävät sytoplasmassa korkeat liuenneita aineita (suoloja) osmoottisen paineen vaikutusten kompensoimiseksi.

Mukautuvat strategiat suolapitoisuuden käsittelemiseksi

Halofiilibakteerit. Kirjoittanut maulucioni perustuvat commons-kuviin [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)], Wikimedia Commons.

Jotkut näiden organismien käyttämistä strategioista ovat: entsyymien synteesi, jotka kykenevät ylläpitämään aktiivisuuttaan korkeilla suolapitoisuuksilla, violetissa kalvoissa, jotka sallivat niiden kasvun fototrofialla, anturit, jotka säätelevät fototaktista vastetta, kuten rodopsiini ja kaasuvesikloja, jotka edistävät niiden kelluvuutta.

Lisäksi on huomattava, että ympäristöt, joissa nämä organismit kasvavat, ovat melko muuttuvia, mikä aiheuttaa riskin niiden selviytymiselle. Siksi muut näihin olosuhteisiin mukautetut strategiat kehittyvät.

Yksi muuttuvasta tekijästä on liuenneiden aineiden pitoisuus, mikä ei ole tärkeä vain hypersaliinin väliaineissa, vaan missä tahansa ympäristössä, jossa sateet tai korkeat lämpötilat voivat aiheuttaa kuivumista ja siten osmolaarisuuden vaihtelut.

Se voi palvella sinua: Shigella Sonnei: Ominaisuudet, morfologia, elinkaari, sairaudet

Näiden muutosten käsittelemiseksi halofiilimikro -organismit ovat kehittäneet kaksi mekanismia, joiden avulla he voivat ylläpitää hyperosmoottista sytoplasmaa. Yksi heistä kutsutaan "suola-in" ja toinen "suola-out"

"Salt-in" -mekanismi

Tämän mekanismin suorittavat kaaret ja haloanaerobial (kohtalainen tiukka anaerobiset halofiilibakteerit) ja koostuu KCL: n sisäisten pitoisuuksien nostamisesta sen sytoplasmassa.

Sytoplasman korkea suolakonsentraatio on kuitenkin tuottanut, että näiden on tehtävä molekyylin sopeutumista solunsisäisten entsyymien normaalille toiminnalle.

Nämä sopeutumiset koostuvat pohjimmiltaan proteiinien ja entsyymien synteesistä, joissa on runsaasti happamaa ja huonoa luonnetta hydrofobisissa aminohapoissa.

Tämän tyyppisen strategian rajoitus on, että niillä sen toteuttavilla organismeilla on huono kyky mukautua osmolaarisuuden äkillisiin muutoksiin, rajoittaen niiden kasvua ympäristöihin, joissa on erittäin korkeat suolakonsentraatiot.

"Salt-out" -mekanismi

Tätä mekanismia käyttää sekä halofiili- että ei -halofiilibakteerit, kohtalaisten halofiilien metanogeenisten kaareiden lisäksi.

Tässä halofiilimikro -organismeti suorittaa osmoottisen tasapainon käyttämällä pieniä orgaanisia molekyylejä, jotka sen voidaan syntetisoida tai ottaa ympäristöstä.

Nämä molekyylit voivat olla polyesia (kuten glyseroli ja arabinitoli), sokerit, kuten sakkaroosi, trehaloosi tai glukosyyliglyseroli tai aminohapot ja jotka on johdettu kvaternääristä amiinista, kuten glysiini-basement.

Kaikilla heillä on suuri liukoisuus vedessä, niillä ei ole fysiologista pH -kuormaa ja ne voivat saavuttaa pitoisuusarvot, jotka sallivat näiden mikro -organismien ylläpitää osmoottista tasapainoa ulkoisen ympäristön kanssa vaikuttamatta heidän omien entsyymiensa toimintaan.

Lisäksi näillä molekyyleillä on kyky stabiloida proteiineja lämpöä, kuivumista tai jäädyttämistä vastaan.

Sovellukset

Halofiilimikro -organismit ovat erittäin hyödyllisiä molekyylien saamiseksi bioteknologisiin tarkoituksiin.

Näillä bakteereilla ei ole suurempia vaikeuksia viljellä niiden väliaineiden harvojen ravitsemusvaatimusten vuoksi. Niiden sietokyky korkealle suolaliuokselle, vähentää minimaalisesti saastumisriskejä, mikä asettaa ne edullisemmaksi vaihtoehtoisiksi organismeiksi kuin JA. koli.

Lisäksi yhdistäessäsi sen tuotantokapasiteettia sen vastustuskykyyn äärimmäisiin suolapitoisuuksiin, erittäin kiinnostavat mikro -organismit ovat teollisuustuotteiden lähde, sekä farmaseuttisissa että kosmeettisissa että bioteknologisissa kentässä.

Voi palvella sinua: Clamidosporas

Joitain esimerkkejä:

Entsyymit

Monet teollisuusprosessit on kehitetty äärimmäisissä olosuhteissa, mikä tarjoaa levityskentän entsyymeille, jotka ovat tuottaneet ekstremofiiliset mikro -organismit, jotka kykenevät toimimaan äärimmäisessä lämpötilassa, pH- tai suolapitoisuuksissa. Siten Amilassas- ja proteaasit on kuvattu, käytetty molekyylibiologiassa.

Polymeerit

Samoin halofiilibakteerit ovat polymeerien tuottajia, joilla on pinta -aktiivisia aineita ja emulgoijaominaisuuksia, joilla on suuri merkitys öljyteollisuudessa, koska ne edistävät pohjan raa'an uuttamisen prosesseja.

Yhteensopivat liuenneita aineita

Liuenneilla aineilla, jotka keräävät näitä bakteereja sytoplasmassa.

Kaikkia tätä on käytetty entsymaattisessa tekniikassa sekä elintarvike- ja kosmetiikkateollisuudessa pidentämään tuotteiden kestoa.

Jäte biologinen hajoaminen

Halofiilibakteerit kykenevät hajottamaan myrkyllisiä jätteitä, kuten torjunta -aineita, farmaseuttisia tuotteita, rikkakasvien torjunta -aineita, raskasmetalleja sekä öljy- ja kaasun uuttamisprosesseja.

Ruoka

Ruoan alalla he osallistuvat soijakastikkeen kehittämiseen.

Viitteet

1. Dennis PP, Shimmin LC. Evoluutioerot ja suolapitoisuusvälitteinen valinta halofiilisessä archaeassa. Mikrobiolimolin biol Rev. 1997; 61: 90-104.
2. González-Hernández JC, Peña A. Halofiilimikro -organismien sopeutumisstrategiat ja Debaryomyces Hansenii (Halofiilihiiva). Latinalaisen Amerikan mikrobiologialehti. 2002; 44 (3): 137-156.
3. Rukoile a. Bionergiset aspetit. Mikrobiolimolin biol Rev. 1999; 63: 334-48.
4. Ramírez N, Sandoval AH, Serrano JA. Halofiilibakteerit ja niiden bioteknologiset sovellukset. Rev Soc Ven Microbiol. 2004; 24: 1-2.
5. Wood JM, Bremer E, Cssonka LN, Kramer R, Poolman B, Van Der Heide T, Smith LT. Osmosensing ja osmoregulatorinen yhteensopiva liuenneiden bakteerien kertyminen. Comp Biochem Physiol. 2001; 130: 437-460.