Kjennetegn, eksempler, applikasjoner

Organismer acidofile De er en type mikroorganismer (prokaryoter eller eukaryoter) som er i stand til å reprodusere og leve i miljøer hvis pH -verdier er mindre enn 3. Faktisk kommer det acidofile uttrykket fra gresk og betyr "syreelsker".

Disse miljøene kan komme fra vulkanske aktiviteter med frigjøring fra svovelholdige gasser eller blanding av metalliske oksider av jerngruver. I tillegg kan de være et produkt av aktiviteten eller metabolismen til selve organismer, som surerer sine egne midler for å kunne overleve.

Det sure vannet i den røde elven fungerer som et habitat for et bredt utvalg av sure mikroorganismer som gir den sin karakteristiske farge. Av Antonio de Mijas, Spania [CC By-SA 2.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/2.0)], fra Wikimedia Commons.

Organismene klassifisert i denne kategorien tilhører også den store gruppen av ekstremofile organismer, siden de vokser i miljøer hvis pH er veldig sure. Der de fleste celler ikke er i stand til å overleve.

I tillegg er det viktig å fremheve at denne gruppen av organisasjoner er av stor betydning fra det økologiske og økonomiske synspunktet.

[TOC]

Generelle egenskaper

Konkurranse, predasjon, gjensidighet og synergi

De fleste acidofile organismer vokser og lever i oksygen. Imidlertid er det acidofile tester som kan utvikles både i fravær og i nærvær av oksygen.

I tillegg etablerer disse organismer forskjellige typer interaksjoner med andre organismer som kompetanse, predasjon, gjensidighet og synergi. Et eksempel er blandede acidofile avlinger som har større vekst og effektivitet i oksidasjon av sulfidmineraler enn individuelle avlinger.

Surhet, et problem å løse

Syreofile ser ut til å dele særegne strukturelle og funksjonelle egenskaper som lar dem nøytralisere surhet. Disse inkluderer svært ugjennomtrengelige cellemembraner, en høy intern reguleringskapasitet og unike transportsystemer.

Fordi acidophils lever i et miljø der konsentrasjonen av protoner er høy, har de utviklet pumpesystemer som er ansvarlige for å utvise protoner i utlandet. Denne strategien gjør det indre av bakteriene til en pH veldig nær nøytral.

Det kan tjene deg: selenito buljong: hva er, grunnlag, forberedelse, bruk
Acidofile organismer har utviklet et protonerpumpesystem som lar dem pumpe protoner utover og holde den intracellulære pH nær nøytral. Av Philmacd [CC By-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)], fra Wikimedia Commons.

I gruver med høyt svovelsyreinnhold er imidlertid mikroorganismer uten cellevegg funnet, noe som indikerer at selv uten den beskyttelsen er de utsatt for høye konsentrasjoner av protoner.

På den annen side, på grunn av de ekstreme forholdene som denne typen mikroorganismer blir utsatt for, må de sørge for at alle proteinene deres er funksjonelle og ikke denaturaliserer.

For å gjøre dette er syntetiserte proteiner høy molekylvekt, slik at det er et større antall koblinger mellom aminosyrer som utgjør dem. På denne måten blir det vanskeligere for brudd på koblingene å skje og mer stabilitet tilføres proteinstrukturen.

Høy impermeabilitet av membranen

Når protonene kommer inn.

For å holde pH har acidofiler en vanntett cellemembran som begrenser protonens inntreden i cytoplasma. Dette er fordi membranen til arkeiske acidofiler er sammensatt av andre lipider til de som finnes i eukaryote bakterier og cellemembraner.

I buer har fosfolipider en hydrofob (isopenoid) region og en polarregion som består av glyserolskjelettet og fosfatgruppen. I alle fall skyldes unionen en eterkobling, som genererer større motstand spesielt på høye temperaturer.

I tillegg danner ikke buene i noen tilfeller bicapas, men produktet fra foreningen av to hydrofobe kjeder danner et monolag der det eneste molekylet i to polare grupper gir dem større motstand.

Kan tjene deg: immunoglobulin d

På den annen side, til tross for at fosfolipider som lager.

Viktigheten av Acidofile organismer som en evolusjonsmodell

Syreofile organismer er av potensiell betydning i evolusjonen fordi de lave pH og metallrike forholdene der de vokser i, kan ha vært lik de vulkaniske forholdene som finnes i den primitive jorden.

Derfor kan acidofile organismer representere primordiale relikvier som det mest komplekse livet utviklet seg.

I tillegg, fordi metabolske prosesser kunne ha sin opprinnelse på overflaten av sulfidmineraler, kan muligens strukturering av DNAet til disse organismer ha funnet sted ved sur syre.

Regulering i acidofile organismer

PH -regulering er avgjørende for alle organismer, av denne grunn må syreofiler ha en intracellulær pH ​​nær den nøytrale.

Imidlertid er acidofile organismer i stand til å tåle pH -gradienter av flere størrelsesordener, sammenlignet med organismer som bare vokser ved pH nær nøytralitet. Et eksempel er Thermoplasma acidophilum som er i stand til å leve på pH 1,4 mens han opprettholder den interne pH ved 6,4.

Det interessante med acidofile organismer er at disse drar nytte av denne pH -gradienten for å produsere energi gjennom en motorisk kraft av protoner.

Eksempler på acidofile mikroorganismer

Syreofile organismer er for det meste distribuert i bakterier og buer og bidrar til mange biogeokjemiske sykluser, som inkluderer jern- og svovelsykluser.

Blant de førstnevnte har vi Ferroplasma Agentarmanus, som er en arkea som er i stand til å vokse i pH -miljøer nær null. Andre prokaryoter er Picrophilus Oshimae og Picrophilus Torridus, De er også termofile og vokser i japanske vulkanske kratere.

Det kan tjene deg: Pyruvate kinase: struktur, funksjon, regulering, hemming

Vi har også noen acidofile eukaryoter som Cyanidyum Caldariuym, som er i stand til å bo i pH nær null, og holde innsiden av cellen på et nesten nøytralt nivå.

Acontium cylatium, Cephalosporium sp. og Trichosporon cerebriae, Det er tre eukaryoter av soppkongeriket. Andre er like interessante Picrophilus Oshimae og Picrophilus Torridus.

applikasjoner

Utvasking

En viktig rolle av acidofile mikroorganismer involverer dens bioteknologiske anvendelse, spesielt i ekstraksjon av mineralmetaller, som betydelig reduserer miljøgifter som genereres ved tradisjonelle kjemiske metoder (utvasking).

Denne prosessen er spesielt nyttig i kobbergruvedrift, hvor for eksempel Thobacillus sulfolobus De kan fungere som en katalysator og akselerere oksidasjonshastigheten til kobbersulfat som dannes under oksidasjon, og hjelper metall -solubilisering.

Mat industri

Syreofile organismer har enzymer av industriell interesse som en kilde til stabile enzymer til syrer med applikasjoner som smøremidler.

I matindustrien brukes i matindustrien av amylaser og glucoamilasas til stivelsesbehandling, bakeri, fruktjuicebehandling.

I tillegg er de mye brukt i produksjonen av proteaser og celler som brukes som dyrematkomponenter og i utviklingen av farmasøytiske produkter.

Referanser

1. Baker-Austin C, Dopson M. Liv i syre: pH homeostase i acidofile. Trender mikrobiol. 2007; 15 (4): 165-71.
2. Edwards KJ, Bond PL, Gihring TM, Banfield JF. En arkeal jernoksiderende ekstrem acidofil viktig i sur gruveavløp. Vitenskap. 2000; 287: 1796-1799.
3. Horikoshi k. Alkalifiler: SOM -applikasjoner av produktene sine for bioteknologi. Mikrobiologi og molekylærbiologianmeldelser. 1999; 63: 735-750.
4. Kar NS, Dasgupta AK. Den mulige rollen som overflateladning i membranorganisasjon i en acidophile, indisk. Journal of Biochemistry and Biophysics. nitten nittiseks; 33: 398-402.
5. Macalady JL, Clading MM, Baumler D, Boekelheid N, Kaspar CW, Banfield JF. Tetraeterbundne membranmonolag i Ferroplasma spp: En nøkkel for å overleve i syre. Ekstremofile. 2004; 8: 411-419
6. Madigan MT, Martinko JM, Parker J. 2003. Prokariotisk mangfold: Archea. I: Madigan MT, Martinko JM, Parker J. (Eds). Brock mikroorganisme mikroorganismer. Ti utgave. Ed. Pearson -Preice Hall, Madrid, s. 741-766.
7. Schleper C, Pühler G, Kühlmorgen B, Zillig W. Livet ved ekstremt lav pH. Natur. nitten nitti fem; 375: 741-742.
8. Wiegel J, Keubrin UV. Alkalitermofiler. Biokjemiske samfunnstransaksjoner. 2004; 32: 193-198.