Egenskaper, exempel, applikationer

Organismerna acidofiler De är en typ av mikroorganismer (prokaryoter eller eukaryoter) som kan reproducera och leva i miljöer vars pH -värden är mindre än 3. I själva verket kommer den acidofila termen från det grekiska och betyder "syraälskare".

Dessa miljöer kan komma från vulkanaktiviteter med befrielse från svavelgaser eller blandning av metalliska oxider av järngruvor. Dessutom kan de vara produkten av organismernas aktivitet eller metabolism, vilket surgör sina egna medel för att kunna överleva.

Det sura vattnet i den röda floden fungerar som en livsmiljö för en mängd olika sura mikroorganismer som ger den sin karakteristiska färg. Av Antonio de Mijas, Spanien [CC BY-SA 2.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/2.0)], från Wikimedia Commons.

Organismerna som klassificeras inom denna kategori tillhör också den stora gruppen extremofila organismer, eftersom de växer i miljöer vars pH är mycket sura. Där de flesta celler inte kan överleva.

Dessutom är det viktigt att lyfta fram att denna grupp organisationer är av stor betydelse ur den ekologiska och ekonomiska synvinkeln.

[TOC]

Generella egenskaper

Tävling, predation, ömsesidighet och synergi

De flesta acidofila organismer växer och lever i syre. Det finns emellertid acidofila tester som kan utvecklas både i frånvaro och i närvaro av syre.

Dessutom etablerar dessa organismer olika typer av interaktioner med andra organismer som kompetens, predation, ömsesidighet och synergi. Ett exempel är blandade acidofila grödor som har större tillväxt och effektivitet vid oxidation av sulfidmineraler än enskilda grödor.

Surhet, ett problem att lösa

Acidofiler verkar dela distinkta strukturella och funktionella egenskaper som gör att de kan neutralisera surhet. Dessa inkluderar mycket ogenomträngliga cellmembran, en hög intern regleringskapacitet och unika transportsystem.

Eftersom acidofiler lever i en miljö där koncentrationen av protoner är hög har de utvecklat pumpsystem som är ansvariga för att utvisa protoner utomlands. Denna strategi gör det inre av bakterierna till ett pH mycket nära det neutrala.

Det kan tjäna dig: Selenito -buljong: Vad är, grund, förberedelse, användning
Acidofila organismer har utvecklat ett protonspumpsystem som gör att de kan pumpa protoner utåt och hålla det intracellulära pH nära det neutrala. Av PhilMACD [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)], från Wikimedia Commons.

I gruvor med ett högt svavelsyrainnehåll har mikroorganismer utan cellvägg hittats, vilket indikerar att även utan det skyddet är de föremål för höga protonkoncentrationer.

Å andra sidan, på grund av de extrema förhållanden som denna typ av mikroorganismer utsätts för, måste de se till att alla deras proteiner är funktionella och inte denaturerar.

För att göra detta är syntetiserade proteiner hög molekylvikt, så att det finns ett större antal kopplingar mellan aminosyror som utgör dem. På detta sätt blir det svårare för att länkarna bryts och mer stabilitet tilldelas proteinstrukturen.

Membranets hög ofullständighet

När protonerna kommer in i cytoplasma måste acidofila organismer implementera metoder som gör att de kan lindra effekterna av ett reducerat internt pH.

För att hålla pH har acidofiler ett vattentätt cellmembran som begränsar inträde av protoner i cytoplasma. Detta beror på att membranet av arkeiska acidofiler består av andra lipider till de som finns i eukaryota bakterier och cellmembran.

I bågar har fosfolipider en hydrofob (isopenoid) region och en polär region som utgörs av glycerolskelettet och fosfatgruppen. I alla fall beror facket på en eterlänk, som genererar större motstånd, särskilt mot höga temperaturer.

Dessutom har bågarna i vissa fall inte bicapas, men produkten från föreningen mellan två hydrofoba kedjor bildar en monolag där den enda molekylen i två polära grupper ger dem större motstånd.

Kan tjäna dig: immunglobulin d

Å andra sidan, trots att fosfolipider som gör.

Vikten av Acidofila organismer som en evolutionär modell

Syrofila organismer är av potentiell betydelse i utvecklingen eftersom de låga pH- och metallrika förhållandena där de växer kunde ha varit liknande de vulkaniska förhållandena under vattnet som finns i den primitiva jorden.

Därför kan acidofila organismer representera primordiala reliker som det mest komplexa livet utvecklades.

Eftersom metaboliska processer kunde ha sitt ursprung på ytan av sulfidmineraler, kunde kanske struktureringen av DNA från dessa organismer ha ägt rum vid sur syra.

Reglering i acidofila organismer

PH -reglering är avgörande för alla organismer, av detta skäl måste acidofiler ha ett intracellulärt pH nära det neutrala.

Acidofila organismer kan emellertid tolerera pH -gradienter av flera storleksordningar, jämfört med organismer som bara växer vid pH nära neutralitet. Ett exempel är Termoplasma acidofilum som kan leva på pH 1,4 samtidigt som det bibehåller sitt interna pH vid 6,4.

Det intressanta med acidofila organismer är att dessa drar nytta av denna pH -lutning för att producera energi genom en motorisk protons.

Exempel på acidofila mikroorganismer

Acidofila organismer är mestadels distribuerade i bakterier och bågar och bidrar till många biogeokemiska cykler, som inkluderar järn- och svavelcykler.

Bland de förra har vi Ferroplasma agentarmanus, vilket är en arkea som kan växa i pH -miljöer nära noll. Andra prokaryoter är Picrophilus oshimae och Picrophilus torridus, De är också termofila och växer i japanska vulkaniska kratrar.

Det kan tjäna dig: Pyruvate Kinase: Struktur, funktion, reglering, hämning

Vi har också några acidofila eukaryoter som Cyanidyum caldariuym, som kan leva i pH nära noll och hålla insidan av cellen på nästan neutral nivå.

Acontiumcylatium, Cephalosporium sp. och Trichosporon cerebriae, Det finns tre eukaryoter av svampens rike. Andra lika intressanta är Picrophilus oshimae och Picrophilus torridus.

Ansökningar

Lakning

En viktig roll av acidofila mikroorganismer involverar dess bioteknologiska tillämpning, särskilt i extraktionen av mineralmetaller, vilket avsevärt minskar föroreningar som genereras av traditionella kemiska metoder (lakning).

Denna process är särskilt användbar vid kopparbrytning, där till exempel Thobacillus sulfolobus De kan fungera som en katalysator och påskynda oxidationshastigheten för kopparsulfat som bildas under oxidation, vilket hjälper metallsolubilisering.

Livsmedelsindustrin

Syrofila organismer har enzymer av industriellt intresse som en källa till stabila enzymer till syror med tillämpningar som smörjmedel.

I livsmedelsindustrin används dessutom produktionen av amylaser och glukoamilas för stärkelsebearbetning, bageri, fruktjuice bearbetning.

Dessutom används de allmänt vid produktion av proteaser och celler som används som djurmatkomponenter och i utvecklingen av läkemedelsprodukter.

Referenser

1. Baker-Austin C, Dopson M. Livet i syra: pH -homeostas i acidofiler. Trender Microbiol. 2007; 15 (4): 165-71.
2. Edwards KJ, Bond PL, Gihring TM, Banfield JF. En arkeal järnoxiderande extrem acidofil som är viktig vid dränering av syra. Vetenskap. 2000; 287: 1796-1799.
3. Horikoshi k. Alkaliphiles: SOM -tillämpningar av sina produkter för bioteknik. Mikrobiologi och molekylärbiologiska recensioner. 1999; 63: 735-750.
4. Kar NS, Dasgupta AK. Den möjliga rollen för ytladdning i membranorganisationen i en acidofil, indisk. Journal of Biochemistry and Biophysics. Nitton nittiosex; 33: 398-402.
5. Macalady JL, Clading MM, Baumler D, Boekelheid N, Kaspar CW, Banfield JF. Tetraether-länkade membran monolager i Ferroplasma SPP: En nyckel för att överleva i syra. Extremofiler. 2004; 8: 411-419
6. Madigan MT, Martinko JM, Parker J. 2003. Prokariotisk mångfald: Archea. I: Madigan MT, Martinko JM, Parker J. (Eds). Brock mikroorganism mikroorganismer. Tio utgåva. Ed. Pearson -Preice Hall, Madrid, sid 741-766.
7. Schleper C, Pühler G, Kühlmorgen B, Zillig W. Livet vid extremt lågt pH. Natur. nittonhundranittiofem; 375: 741-742.
8. Wiegel J, Keubrin UV. Alkalitermofiler. Biokemiska samhälle transaktioner. 2004; 32: 193-198.