Det halofile organismer de er en kategori af mikroorganismer, både prokaryote og eukaryote, i stand til at reproducere og leve i miljøer med høje saltkoncentrationer såsom havvand og hypersaliske tørre zoner. Udtrykket halofil kommer fra de græske ord halo og filo, hvilket betyder "saltelsker."
Organismer, der er klassificeret inden for denne kategori, tilhører også den store gruppe ekstremofile organismer, da de spredes i levesteder med ekstrem saltholdighed, hvor størstedelen af levende celler ikke er i stand til at overleve..
Faktisk mister langt størstedelen af eksisterende celler hurtigt vand, når de udsættes for medier rig på salt, og det er denne dehydrering, der i mange tilfælde hurtigt fører til døden..
Halofile organismeres evne til at leve i disse miljøer skyldes, at de kan afbalancere deres osmotiske tryk i forhold til miljøet og opretholde deres isosmotiske cytoplasma med det ekstracellulære miljø..
De er klassificeret ud fra koncentrationen af salt, hvor de kan leve i ekstreme, moderate, svage og halotolerante halofiler..
Nogle halofile repræsentanter er grønalger Dunaliella salina, krebsdyr af slægten Artemia eller vandloppe og svampe Aspergillus penicillioides Y Aspergillus terreu.
Artikelindeks
Ikke alle halofile organismer er i stand til at sprede sig i en bred vifte af saltkoncentrationer. Tværtimod adskiller de sig i graden af saltholdighed, som de er i stand til at tolerere.
Dette toleranceniveau, der varierer mellem meget specifikke koncentrationer af NaCl, har tjent til at klassificere dem som ekstreme, moderate, svage og halotolerante halofiler..
Gruppen af ekstreme halofiler inkluderer alle de organismer, der er i stand til at befolke miljøer, hvor NaCl-koncentrationer overstiger 20%.
Disse efterfølges af moderate halofiler, der spredes ved NaCl-koncentrationer mellem 10 og 20%; og svage halofiler, som gør det ved lavere koncentrationer, der varierer mellem 0,5 og 10%.
Endelig er halotolenter organismer, der kun er i stand til at understøtte lave saltkoncentrationer..
Der er en bred vifte af prokaryote halofiler, der er i stand til at modstå høje koncentrationer af NaCl.
Denne evne til at modstå saltholdighedsforhold, der varierer fra lav, men højere end dem, som de fleste levende celler er i stand til at tolerere, til meget ekstreme, er tilegnet takket være udviklingen af flere strategier..
Den vigtigste eller centrale strategi er at undgå konsekvenserne af en fysisk proces kendt som osmose.
Dette fænomen refererer til vandets bevægelse gennem en semipermeabel membran fra et sted med en lav koncentration af opløste stoffer til et med en højere koncentration..
Derfor, hvis der i det ekstracellulære miljø (miljø, hvor en organisme udvikler sig) er koncentrationer af salt højere end dem i dets cytosol, mister det vand udefra, og det tørrer ud til døden..
I mellemtiden lagrer de høje koncentrationer af opløste stoffer (salte) i deres cytoplasma for at kompensere for virkningerne af osmotisk tryk for at undgå dette tab af vand..
Nogle af de strategier, der anvendes af disse organismer, er: syntese af enzymer, der er i stand til at opretholde deres aktivitet ved høje saltkoncentrationer, lilla membraner, der tillader dem at vokse ved fototrofi, sensorer, der regulerer den fototaktiske respons, såsom rhodopsin, og gasformige vesikler, der fremmer deres vækst. flydning.
Derudover skal det bemærkes, at de miljøer, hvor disse organismer vokser, er ret foranderlige, hvilket skaber en risiko for deres overlevelse. Derfor udvikler de andre strategier tilpasset disse forhold..
En af de skiftende faktorer er koncentrationen af opløste stoffer, som ikke kun er vigtig i hypersaliske medier, men i ethvert miljø, hvor regn eller høje temperaturer kan forårsage udtørring og dermed variationer i osmolaritet..
For at klare disse ændringer har halofile mikroorganismer udviklet to mekanismer, der giver dem mulighed for at opretholde et hyperosmotisk cytoplasma. Den ene kaldte "salt-in" og den anden "salt-out"
Denne mekanisme udføres af Archeas og Haloanaerobiales (strenge anaerobe, moderat halofile bakterier) og består i at hæve de interne koncentrationer af KCl i deres cytoplasma..
Den høje koncentration af salt i cytoplasmaet har imidlertid ført dem til at foretage molekylære tilpasninger til den normale funktion af intracellulære enzymer..
Disse tilpasninger består grundlæggende af syntesen af proteiner og enzymer, der er rige på sure aminosyrer og fattige på hydrofobe aminosyrer..
En begrænsning for denne type strategi er, at de organismer, der udfører den, har ringe evne til at tilpasse sig pludselige ændringer i osmolaritet, hvilket begrænser deres vækst til miljøer med meget høje saltkoncentrationer..
Denne mekanisme anvendes af både halofile og ikke-halofile bakterier ud over moderat halofilt methanogent arkæea.
I dette udfører den halofile mikroorganisme den osmotiske balance ved hjælp af små organiske molekyler, der kan syntetiseres af den eller tages fra mediet..
Disse molekyler kan være polyoler (såsom glycerol og arabinitol), sukkerarter såsom saccharose, trehalose eller glucosyl-glycerol eller aminosyrer og derivater af kvaternære aminer, såsom glycin-betain.
Alle har en høj opløselighed i vand, har ingen ladning ved fysiologisk pH og kan nå koncentrationsværdier, der gør det muligt for disse mikroorganismer at opretholde den osmotiske balance med det ydre miljø uden at påvirke funktionen af deres egne enzymer..
Derudover har disse molekyler evnen til at stabilisere proteiner mod varme, udtørring eller frysning..
Halofile mikroorganismer er meget nyttige til opnåelse af molekyler til bioteknologiske formål.
Disse bakterier udgør ikke store vanskeligheder, der skal dyrkes på grund af de lave ernæringsbehov i deres medier. Deres tolerance over for høje koncentrationer af saltvand minimerer risikoen for forurening, hvilket placerer dem som alternative organismer mere fordelagtige end E coli.
Derudover er mikroorganismer af stor interesse som en kilde til industrielle produkter ved at kombinere dets produktionskapacitet med dets modstandsdygtighed over for ekstreme saltholdighedsforhold, både inden for det farmaceutiske, kosmetiske og bioteknologiske område..
Nogle eksempler:
Mange industrielle processer er udviklet under ekstreme forhold, hvilket giver et anvendelsesområde for enzymer produceret af ekstremofile mikroorganismer, der er i stand til at virke ved ekstreme værdier for temperatur, pH eller saltholdighed. Således er amylaser og proteaser anvendt i molekylærbiologi blevet beskrevet..
Tilsvarende er halofile bakterier producenter af polymerer med overfladeaktivt middel og emulgerende egenskaber af stor betydning i olieindustrien, fordi de bidrager til ekstraktion af råolie fra undergrunden..
De opløste stoffer, som disse bakterier akkumulerer i deres cytoplasma, har en høj stabiliserende og beskyttende effekt af enzymer, nukleinsyrer, membraner og endda hele celler mod frysning, udtørring, varmedenaturering og høj saltholdighed.
Alt dette er blevet brugt i enzymteknologi såvel som i fødevare- og kosmetikindustrien for at forlænge produkternes levetid..
Halofile bakterier er i stand til at nedbryde toksiske rester såsom pesticider, lægemidler, herbicider, tungmetaller og olie- og gasekstraktionsprocesser..
Inden for mad deltager de i produktionen af sojasovs.
Endnu ingen kommentarer