Klasifikasi halofil, osmosis, aplikasi, contoh

The organisma halofil Mereka adalah kategori mikroorganisma, kedua -dua prokariot dan eukariota, mampu menghasilkan semula dan hidup dalam persekitaran dengan kepekatan garam yang tinggi seperti air laut dan kawasan gersang hipersalin. Istilah halofil berasal dari kata -kata Yunani halos dan tepi, yang bermaksud "kekasih garam".

Organisma yang diklasifikasikan dalam kategori ini juga tergolong dalam kumpulan besar organisma ekstremofil kerana mereka membesar habitat salinitas yang melampau, di mana kebanyakan sel hidup tidak dapat bertahan.

Salinas, persekitaran kemasinan yang melampau di mana sel -sel halofil yang melampau berkembang. Oleh h. Zell [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons.

Sebenarnya, sebahagian besar sel sedia ada secara cepat kehilangan air apabila mereka terdedah kepada media yang kaya dengan garam dan ini adalah dehidrasi yang dalam banyak kes menyebabkan mereka mati.

Keupayaan organisma halofil dapat hidup dalam persekitaran ini adalah kerana mereka dapat mengimbangi tekanan osmotik mereka berhubung dengan alam sekitar dan mengekalkan sitoplasma isosmotik mereka dengan medium ekstraselular.

Mereka telah diklasifikasikan berdasarkan kepekatan garam, di mana mereka boleh hidup dalam halofil yang melampau, sederhana, lemah dan halofil.

Beberapa wakil halofil adalah alga hijau Dunaliella Salina, Crustacea genus Artemia atau Pulga de Agua dan kulat Aspergillus penicillioides dan Aspergillus terreu.

[TOC]

Klasifikasi

Tidak semua organisma halofil dapat berkembang dalam pelbagai kepekatan garam. Sebaliknya, mereka berbeza dalam tahap kemasinan yang mampu bertolak ansur.

Tahap toleransi yang berbeza -beza antara kepekatan NaCl yang sangat spesifik telah berkhidmat untuk mengklasifikasikannya dalam halofil yang melampau, sederhana, lemah dan halofil.

Kumpulan halofil yang melampau merangkumi semua agensi yang mampu memisahkan persekitaran di mana kepekatan NaCl melebihi 20%.

Ini diikuti oleh halofil sederhana yang berkembang dalam kepekatan NaCl antara 10 dan 20%; dan halofil lemah, yang berbuat demikian pada kepekatan yang lebih rendah yang berbeza antara 0.5 dan 10%.

Boleh melayani anda: Bifidobacterium: Ciri -ciri, Pembiakan, Pemakanan, Faedah

Akhirnya halotolerants adalah organisma yang hanya dapat menahan kepekatan garam yang rendah.

Osmosis dan kemasinan

Terdapat pelbagai jenis halofil prokariotik yang mampu menahan kepekatan tinggi NaCl.

Keupayaan ini untuk menentang keadaan kemasinan yang berbeza dari Casualt.

Strategi utama atau pusat terdiri daripada mengelakkan akibat dari proses fizikal yang dikenali sebagai osmosis.

Fenomena ini merujuk kepada pergerakan yang menjadikan air melalui membran semipermeable, dari tempat kepekatan rendah larutan ke salah satu kepekatan yang lebih besar.

Oleh itu, jika dalam persekitaran ekstraselular (persekitaran di mana organisma berkembang) terdapat kepekatan garam yang lebih tinggi daripada yang ada di sitosolnya, ia akan kehilangan air ke luar dan dehidrasi sehingga ia mati.

Sementara itu, untuk mengelakkan kehilangan air ini, mereka menyimpan kepekatan larutan (garam) yang tinggi dalam sitoplasma untuk mengimbangi kesan tekanan osmotik.

Strategi penyesuaian untuk menangani kemasinan

Bakteria Halophile. Oleh Maulucioni berdasarkan imej Commons [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons.

Beberapa strategi yang digunakan oleh organisma ini adalah: sintesis enzim yang mampu mengekalkan aktiviti mereka pada kepekatan garam yang tinggi, membran ungu yang membolehkan mereka pertumbuhan oleh phototrophy, sensor yang mengawal tindak balas phototactic seperti rodopsin dan vesikel gas yang mempromosikan pengapungan mereka.

Di samping itu, perlu diperhatikan bahawa persekitaran di mana organisma ini tumbuh agak berubah, yang menimbulkan risiko kepada kelangsungan hidup mereka. Oleh itu, strategi lain disesuaikan dengan keadaan ini berkembang.

Salah satu faktor yang berubah adalah kepekatan larutan, yang bukan hanya penting dalam media hipersalin, tetapi di mana -mana persekitaran di mana hujan atau suhu tinggi boleh menyebabkan pemusnahan dan oleh itu variasi dalam osmolariti.

Ia boleh melayani anda: Shigella Sonnei: Ciri -ciri, Morfologi, Kitaran Hidup, Penyakit

Untuk menangani perubahan ini, mikroorganisma halofil telah membangunkan dua mekanisme yang membolehkan mereka mengekalkan sitoplasma hiperosmotik. Salah seorang daripada mereka dipanggil "garam" dan yang lain "garam keluar"

Mekanisme "Garam-dalam"

Mekanisme ini dijalankan oleh gerbang dan haloanaerobial (bakteria halophile anaerobik yang sederhana) dan terdiri daripada meningkatkan kepekatan dalaman KCl dalam sitoplasmanya.

Walau bagaimanapun, kepekatan garam yang tinggi dalam sitoplasma telah menghasilkan bahawa ini mesti membuat penyesuaian molekul untuk fungsi normal enzim intraselular.

Penyesuaian ini pada dasarnya terdiri daripada sintesis protein dan enzim yang kaya dengan watak berasid dan miskin dalam asid amino hidrofobik.

Batasan untuk strategi jenis ini adalah bahawa organisma yang melaksanakannya mempunyai keupayaan yang buruk untuk menyesuaikan diri dengan perubahan mendadak dalam osmolariti, menyekat pertumbuhan mereka ke persekitaran dengan kepekatan garam yang sangat tinggi.

Mekanisme "garam keluar"

Mekanisme ini digunakan oleh kedua -dua bakteria halofil dan bukan -halophile, sebagai tambahan kepada gerbang metanogenik halofil sederhana.

Dalam hal ini, mikroorganisma halofil melakukan keseimbangan osmotik menggunakan molekul organik kecil yang dapat disintesis olehnya atau diambil dari alam sekitar.

Molekul-molekul ini boleh menjadi poli (seperti gliserol dan arabinitol), gula seperti sukrosa, trehalose atau glucosyl-gliserol atau asid amino dan berasal dari amina kuartal seperti basement gliserin.

Kesemua mereka mempunyai kelarutan yang tinggi di dalam air, tidak mempunyai beban pH fisiologi dan dapat mencapai nilai tumpuan yang membolehkan mikroorganisma ini mengekalkan keseimbangan osmotik dengan persekitaran luaran tanpa mempengaruhi fungsi enzim mereka sendiri.

Di samping itu, molekul ini mempunyai keupayaan untuk menstabilkan protein terhadap haba, desiccation atau pembekuan.

Aplikasi

Mikroorganisma halofil sangat berguna untuk mendapatkan molekul untuk tujuan bioteknologi.

Bakteria ini tidak menimbulkan kesukaran yang lebih besar untuk ditanam kerana beberapa keperluan pemakanan di media mereka. Toleransi mereka terhadap kepekatan garam yang tinggi, secara minimum mengurangkan risiko pencemaran, yang meletakkan mereka sebagai organisma alternatif yang lebih berfaedah daripada Dan. coli.

Di samping itu, apabila menggabungkan kapasiti menghasilkannya dengan ketahanannya terhadap keadaan kemasinan yang melampau, mikroorganisma yang sangat menarik adalah sebagai sumber produk perindustrian, baik dalam bidang farmaseutikal dan kosmetik dan bioteknologi.

Boleh melayani anda: clamidosporas

Beberapa contoh:

Enzim

Banyak proses perindustrian dibangunkan di bawah keadaan yang melampau, yang menawarkan bidang permohonan untuk enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisma ekstremofilik, yang mampu bertindak pada suhu yang melampau, pH atau nilai kemasinan. Oleh itu, amilassas dan protease telah diterangkan, digunakan dalam biologi molekul.

Polimer

Begitu juga, bakteria halofil adalah pengeluar polimer dengan sifat surfaktan dan pengemulsi yang sangat penting dalam industri minyak kerana mereka menyumbang kepada proses pengekstrakan mentah di bawah tanah.

Larutan serasi

Larutan yang mengumpul bakteria ini dalam sitoplasma mereka mempunyai penstabil dan pelindung enzim yang tinggi, asid nukleik, membran dan sel -sel keseluruhan, terhadap pembekuan, desiccation, denaturasi haba dan kemasinan yang tinggi.

Semua ini telah digunakan dalam teknologi enzimatik serta industri makanan dan kosmetik untuk memanjangkan tempoh produk.

Biodegradasi sisa

Bakteria Halophile dapat menurunkan sisa toksik seperti racun perosak, produk farmaseutikal, herbisida, logam berat dan proses pengekstrakan minyak dan gas.

Makanan

Dalam bidang makanan yang mereka ambil bahagian dalam penjelasan kicap.

Rujukan

1. Dennis PP, Shimmin LC. Divergensi evolusi dan pemilihan kemasyhuran di archaea halophilic. Mikrobiol mol biol rev. 1997; 61: 90-104.
2. González-Hernández JC, Peña A. Strategi penyesuaian mikroorganisma halofil dan DeBaryomyces Hansenii (Yis halofil). Majalah Mikrobiologi Amerika Latin. 2002; 44 (3): 137-156.
3. Doakan a. Aspet Bionergik Halofil. Mikrobiol mol biol rev. 1999; 63: 334-48.
4. Ramírez N, Sandoval AH, Serrano JA. Bakteria Halophile dan Aplikasi Bioteknologi mereka. 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. Pengumpulan larutan serasi osmosensing dan osmoregulatory oleh bakteria. Comp Biochem Physiol. 2001; 130: 437-460.