Halofil klassifisering, osmose, applikasjoner, eksempler

De Halofile organismer De er en kategori av mikroorganismer, både prokaryoter og eukaryoter, i stand til å reprodusere og leve i miljøer med høye saltkonsentrasjoner som sjøvann og hypersaline tørre områder. Begrepet Halophile kommer fra de greske ordene Haloer og Edge, som betyr "Saltelsker".

Organismene klassifisert i denne kategorien tilhører også den store gruppen av ekstremofile organismer siden de spredes ekstreme saltholdige naturtyper, der de fleste levende celler ikke ville være i stand til å overleve.

Salinas, ekstreme saltholdighetsmiljøer der ekstreme halofile celler sprer seg. Av h. Zell [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)], fra Wikimedia Commons.

Faktisk mister de aller fleste eksisterende celler vannet vann når de blir utsatt for media rike på salt, og det er denne dehydrering som i mange tilfeller fører til at de dør.

Evnen til halofile organismer til å kunne leve i disse miljøene er fordi de kan balansere sitt osmotiske press i forhold til miljøet og opprettholde deres isosmotiske cytoplasma med det ekstracellulære mediet.

De har blitt klassifisert basert på konsentrasjonen av salt, der de kan leve i ekstreme, moderate, svake og halofile halofile.

Noen Halophile -representanter er de grønne algene Dunaliella Salina, Krepsdyret til slekten Artemia eller Pulga de Agua og soppen Aspergillus penicillioides og Aspergillus Terreu.

[TOC]

Klassifisering

Ikke alle halofile organismer er i stand til å spre seg i et bredt spekter av saltkonsentrasjoner. Tvert imot, de er forskjellige i graden av saltholdighet som er i stand til å tolerere.

Dette nivået av toleranse som varierer mellom veldig spesifikke konsentrasjoner av NaCl har tjent til å klassifisere dem i ekstreme, moderate, svake og halofile halofile.

Den ekstreme halofile gruppen inkluderer alle disse byråene som er i stand til å befolke miljøer der NaCl -konsentrasjoner overstiger 20%.

Disse blir fulgt av de moderate halofilene som spredes i NaCl -konsentrasjoner mellom 10 og 20%; og svake halofile, som gjør det i lavere konsentrasjoner som varierer mellom 0,5 og 10%.

Kan tjene deg: Bifidobacterium: Kjennetegn, reproduksjon, ernæring, fordeler

Endelig er halotolerantene organismer som bare er i stand til å motstå lave saltkonsentrasjoner.

Osmose og saltholdighet

Det er et bredt utvalg av prokaryote halofile som er i stand til å motstå høye konsentrasjoner av NaCl.

Denne muligheten til å motstå saltholdighetsforhold som varierer fra havariet.

Hoved- eller sentralstrategien består i å unndra konsekvensene av en fysisk prosess kjent som osmose.

Dette fenomenet refererer til bevegelsen som lager vann gjennom en semipermeabel membran, fra et sted med lav konsentrasjon av oppløste stoffer til en av større konsentrasjoner.

Derfor, hvis det i det ekstracellulære miljøet (et miljø der en organisme utvikler.

I mellomtiden, for å unngå dette vanntapet, lagrer de høye konsentrasjoner av oppløste stoffer (salter) i cytoplasma for å kompensere for effekten av osmotisk trykk.

Adaptive strategier for å håndtere saltholdighet

Halofile bakterier. Av Maulucioni basert på Commons-bilder [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)], fra Wikimedia Commons.

Noen av strategiene som brukes av disse organismer er: syntesen av enzymer som er i stand til å opprettholde sin aktivitet ved høye konsentrasjoner av salt, lilla membraner som tillater dem vekst ved fototrofi, sensorer som regulerer den fototaktiske responsen som rodopsin og gassvesikler som fremmer deres floatasjon.

I tillegg skal det bemerkes at miljøene der disse organismer vokser er ganske endrede, noe som skaper en risiko for deres overlevelse. Derfor utvikler andre strategier tilpasset disse forholdene.

En av de skiftende faktorene er konsentrasjonen av oppløste stoffer, som ikke bare er viktig i hypersaline medier, men i ethvert miljø der regn eller høye temperaturer kan forårsake uttørking og derfor variasjoner i osmolaritet.

Det kan tjene deg: Shigella Sonnei: Kjennetegn, morfologi, livssyklus, sykdommer

For å håndtere disse endringene har halofile mikroorganismer utviklet to mekanismer som lar dem opprettholde en hyperosmotisk cytoplasma. Den ene av dem kalte "salt-in" og den andre "salt-out"

"Salt-in" -mekanisme

Denne mekanismen utføres av buer og haloanaerobial (moderat streng anaerobe halofile bakterier) og består av å heve KCLs indre konsentrasjoner i sin cytoplasme.

Imidlertid har den høye konsentrasjonen av salt i cytoplasmaet generert at disse må lage molekylære tilpasninger for normal funksjon av intracellulære enzymer.

Disse tilpasningene består i utgangspunktet av syntesen av proteiner og enzymer rike på sur og dårlig karakter i hydrofobe aminosyrer.

En begrensning for denne typen strategier er at de organismer som utfører den har en dårlig kapasitet til å tilpasse seg plutselige endringer i osmolaritet, og begrenser veksten til miljøer med veldig høye saltkonsentrasjoner.

"Salt-out" -mekanisme

Denne mekanismen brukes av både halofil og ikke -halofile bakterier, i tillegg til moderate halofile metanogene buer.

I dette utfører den halofile mikroorganismen den osmotiske balansen ved hjelp av små organiske molekyler som kan syntetiseres av den eller hentes fra miljøet.

Disse molekylene kan være polyer (for eksempel glyserol og arabinitol), sukker som sukrose, trehalose eller glukosyl-glyserol eller aminosyrer og avledet fra kvartære aminer som glycin-basement.

Alle av dem har en høy løselighet i vann, har ikke en fysiologisk pH -belastning og kan nå konsentrasjonsverdiene som lar disse mikroorganismer opprettholde den osmotiske balansen med det ytre miljøet uten å påvirke funksjonen til sine egne enzymer.

I tillegg har disse molekylene evnen til å stabilisere proteiner mot varme, uttørking eller frysing.

applikasjoner

Halofile mikroorganismer er veldig nyttige for å oppnå molekyler for bioteknologiske formål.

Disse bakteriene gir ikke større vanskeligheter med å bli dyrket på grunn av de få ernæringskravene i media. Deres toleranse for høye saltvannskonsentrasjoner reduserer minimalt risikoen for forurensning, noe som plasserer dem som mer fordelaktige alternative organismer enn OG. coli.

I tillegg, når de kombinerer sin produksjonskapasitet med sin motstand mot ekstreme saltholdighetsforhold, er mikroorganismer av stor interesse som en kilde til industriprodukter, både i farmasøytisk og kosmetisk og bioteknologisk felt.

Kan tjene deg: clamidosporas

Noen eksempler:

Enzymer

Mange industrielle prosesser er utviklet under ekstreme forhold, som tilbyr et anvendelsesfelt for enzymer produsert av ekstremofile mikroorganismer, i stand til å virke ved ekstrem temperatur, pH eller saltholdighetsverdier. Dermed er ammilassas og proteaser blitt beskrevet, brukt i molekylærbiologi.

Polymerer

Tilsvarende er halofile bakterier polymerprodusenter med overflateaktivt middel og emulgatoregenskaper av stor betydning i oljeindustrien fordi de bidrar til prosessene med rå ekstraksjon av undergrunnen.

Kompatible oppløste stoffer

Oppløsningene som akkumulerer disse bakteriene i deres cytoplasma har høy stabilisator og beskytter av enzymer, nukleinsyrer, membraner og til og med hele celler, mot frysing, uttørking, varme denaturering og høy saltholdighet.

Alt dette har blitt brukt i enzymatisk teknologi så vel som i mat- og kosmetikkindustrien for å forlenge varigheten av produktene.

Avfallsbiologisk nedbrytning

Halofile bakterier er i stand til å nedbryte giftig avfall som plantevernmidler, farmasøytiske produkter, ugressmidler, tungmetaller og olje- og gassekstraksjonsprosesser.

Mat

Innen maten deltar de i utdyping av soyasaus.

Referanser

1. Dennis PP, Shimmin LC. Evolusjonær divergens og saltholdighetsmediert utvalg i halofil archaea. Microbiol Mol Biol Rev. 1997; 61: 90-104.
2. González-Hernández JC, Peña A. Halophile mikroorganismtilpasningsstrategier og DeBaryomyces Hansenii (Halophile gjær). Latinamerikansk mikrobiologi magasin. 2002; 44 (3): 137-156.
3. Be a. Bendergiske aspetter av halofilisme. Microbiol Mol Biol Rev. 1999; 63: 334-48.
4. Ramírez N, Sandoval AH, Serrano JA. Halofile bakterier og deres bioteknologiske anvendelser. Rev Soc Ven Microbiol. 2004; 24: 1-2.
5. Wood JM, Bremer E, Cssonka LN, Krämer R, Poolman B, van der Heide T, Smith LT. Osmosensing og osmoregulatorisk kompatible oppløste stoffer av bakterier. Comp Biochem Physiol. 2001; 130: 437-460.