Halofil klassificering, osmos, applikationer, exempel

De halofilorganismer De är en kategori av mikroorganismer, både prokaryoter och eukaryoter, som kan reproducera och leva i miljöer med höga saltkoncentrationer som havsvatten och hypersalina torra områden. Termen halofil kommer från de grekiska orden halo och kant, vilket betyder "saltälskare".

De organismer som klassificeras inom denna kategori tillhör också den stora gruppen extremofila organismer eftersom de sprider sig extrema salthaltsmiljöer, där de flesta levande celler inte skulle kunna överleva.

Salinor, extrema salthetsmiljöer där extrema halofilceller sprider sig. Av h. Zell [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)], från Wikimedia Commons.

I själva verket förlorar de allra flesta befintliga celler accelerant vatten när de utsätts för media som är rika på salt och det är denna uttorkning som i många fall leder dem att dö.

Förmågan hos halofila organismer att kunna leva i dessa miljöer beror på att de kan balansera sitt osmotiska tryck i förhållande till miljön och behålla sin isosmotiska cytoplasma med det extracellulära mediet.

De har klassificerats baserat på koncentrationen av salt, där de kan leva i extrema, måttliga, svaga och halofila halofiler.

Vissa halofilrepresentanter är de gröna algerna Dunaliella Salina, Crustacean från släktet Artemia eller Pulga de Agua och svamparna Aspergillus penicillioides och Aspergillus terreu.

[TOC]

Klassificering

Inte alla halofila organismer kan spridas i ett brett spektrum av saltkoncentrationer. Tvärtom, de skiljer sig åt i graden av salthalt som kan tolerera.

Denna nivå av tolerans som varierar mellan mycket specifika koncentrationer av NaCl har tjänat till att klassificera dem i extrema, måttliga, svaga och halofila halofiler.

Den extrema halofilgruppen inkluderar alla de byråer som kan befolkas miljöer där NaCl -koncentrationer överstiger 20%.

Dessa följs av de måttliga halofilerna som sprider sig i NaCl -koncentrationer mellan 10 och 20%; och svaga halofiler, som gör det vid lägre koncentrationer som varierar mellan 0,5 och 10%.

Kan tjäna dig: Bifidobacterium: Egenskaper, reproduktion, näring, fördelar

Slutligen är halotoleranterna organismer som bara kan motstå låga saltkoncentrationer.

Osmos och salthalt

Det finns ett brett utbud av prokaryota halofiler som kan motstå höga koncentrationer av NaCl.

Denna förmåga att motstå salthaltförhållanden som varierar från skadan.

Den huvudsakliga eller centrala strategin består i att undvika konsekvenserna av en fysisk process som kallas osmos.

Detta fenomen hänvisar till rörelsen som gör vatten genom ett semipermeabelt membran, från en plats med låg koncentration av lösta ämnen till en av större koncentration.

Därför, om i den extracellulära miljön (en miljö där en organisme utvecklas) finns det koncentrationer av salt högre än i dess cytosol, kommer den att förlora vatten på utsidan och dehydrera tills den dör.

Under tiden för att undvika denna vattenförlust lagrar de höga koncentrationer av lösta ämnen (salter) i sin cytoplasma för att kompensera för effekterna av osmotiskt tryck.

Adaptiva strategier för att hantera salthalt

Halofilbakterier. Av Maulucioni baserat på Commons-bilder [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)], från Wikimedia Commons.

Några av de strategier som används av dessa organismer är: syntesen av enzymer som kan bibehålla sin aktivitet vid höga koncentrationer av salt, lila membran som tillåter dem tillväxt genom fototrofi, sensorer som reglerar det fototaktiska svaret såsom rodopsin och gasvesiklar som främjar deras flytning.

Dessutom bör det noteras att de miljöer där dessa organismer växer är ganska förändrade, vilket skapar en risk för deras överlevnad. Därför utvecklas andra strategier som anpassas till dessa förhållanden.

En av de föränderliga faktorerna är koncentrationen av lösta ämnen, som inte bara är viktig i hypersalina medier, utan i alla miljöer där regn eller höga temperaturer kan orsaka uttorkning och därför variationer i osmolaritet.

Det kan tjäna dig: Shigella Sonnei: Egenskaper, morfologi, livscykel, sjukdomar

För att hantera dessa förändringar har halofila mikroorganismer utvecklat två mekanismer som gör att de kan upprätthålla en hyperosmotisk cytoplasma. En av dem kallade "salt-in" och den andra "salt-out"

"Salt-in" -mekanism

Denna mekanism utförs av bågar och haloanaerob (måttlig strikt anaerob halofilbakterier) och består av att höja KCL: s inre koncentrationer i dess cytoplasma.

Den höga koncentrationen av salt i cytoplasma har emellertid genererat att dessa måste göra molekylära anpassningar för normal funktion av intracellulära enzymer.

Dessa anpassningar består i princip av syntesen av proteiner och enzymer som är rika på sur och dålig karaktär i hydrofoba aminosyror.

En begränsning för denna typ av strategi är att de organismer som genomför den har en dålig förmåga att anpassa sig till plötsliga förändringar i osmolaritet, vilket begränsar deras tillväxt i miljöer med mycket höga saltkoncentrationer.

"Salt-out" -mekanism

Denna mekanism används av både halofil och icke -halofilbakterier, förutom måttliga halofila metanogena bågar.

I detta utför halofilmikroorganismen den osmotiska balansen med små organiska molekyler som kan syntetiseras av den eller tas från miljön.

Dessa molekyler kan vara polyes (såsom glycerol och arabinitol), sockerarter såsom sackaros, trehalos eller glukosyl-glycerol eller aminosyror och härrör från kvartära aminer såsom glycin-kasement.

Alla har en hög löslighet i vatten, har inte en fysiologisk pH -belastning och kan nå koncentrationsvärden som gör att dessa mikroorganismer kan upprätthålla den osmotiska balansen med den yttre miljön utan att påverka deras egna enzymers funktion.

Dessutom har dessa molekyler förmågan att stabilisera proteiner mot värme, uttorkning eller frysning.

Ansökningar

Halofila mikroorganismer är mycket användbara för att erhålla molekyler för bioteknologiska ändamål.

Dessa bakterier utgör inte större svårigheter att odlas på grund av de få näringskraven i deras media. Deras tolerans mot höga saltkoncentrationer minskar minimalt riskerna för föroreningar, vilket placerar dem som mer fördelaktiga alternativa organismer än OCH. coli.

Dessutom, när man kombinerar sin producerande kapacitet med dess motstånd mot extrema salthaltförhållanden, är mikroorganismer av stort intresse som en källa till industriprodukter, både inom läkemedels- och kosmetiska och bioteknologiska fält.

Kan tjäna dig: Clamidosporas

Några exempel:

Enzymer

Många industriella processer utvecklas under extrema förhållanden, som erbjuder ett tillämpningsfält för enzymer producerade av extremofila mikroorganismer, som kan agera vid extrem temperatur, pH eller salthaltvärden. Således har amilassas och proteaser beskrivits, används i molekylärbiologi.

Polymerer

På liknande sätt är halofilbakterier polymerproducenter med ytaktiva och emulgeringsegenskaper av stor betydelse i oljeindustrin eftersom de bidrar till processerna för rå extraktion av underjorden.

Kompatibla lösta ämnen

De lösta ämnen som ackumulerar dessa bakterier i deras cytoplasma har hög stabilisator och skydd av enzymer, nukleinsyror, membran och till och med hela celler, mot frysning, uttorkning, värmedenaturering och hög salthalt.

Allt detta har använts i enzymatisk teknik såväl som inom livsmedels- och kosmetisk industri för att förlänga produkternas varaktighet.

Avfallsbiologisk nedbrytning

Halofilbakterier kan försämra giftigt avfall som bekämpningsmedel, farmaceutiska produkter, herbicider, tungmetaller och olje- och gasutvinningsprocesser.

Mat

Inom maten deltar de i utarbetandet av sojasås.

Referenser

1. Dennis PP, Shimmin LC. Evolutionär divergens och salthaltsmedierat urval i halofila archaea. Microbiol Mol Biol Rev. 1997; 61: 90-104.
2. González-Hernández JC, Peña A. Halophile Microorganism Adaptation Strategies och Debaryomyces Hansenii (Halofile jäst). Latinamerikansk mikrobiologi tidning. 2002; 44 (3): 137-156.
3. Be a. Bionergiska aspeter av halofilism. Microbiol Mol Biol Rev. 1999; 63: 334-48.
4. Ramírez N, Sandoval AH, Serrano JA. Halofilbakterier och deras bioteknologiska tillämpningar. Rev Soc Ven Microbiol. 2004; 24: 1-2.
5. Wood JM, Bremer E, Cssonka LN, Kräer R, Poolman B, van der Heide T, Smith LT. Osmosensing och osmoregulatory kompatibla lösta ansamlingar av bakterier. Comp Biochem Physiol. 2001; 130: 437-460.