De halofile organismer de er en kategori av mikroorganismer, både prokaryotiske og eukaryote, i stand til å reprodusere og leve i miljøer med høye saltkonsentrasjoner som sjøvann og hypersaliske tørre soner. Uttrykket halofil kommer fra de greske ordene halo og filo, som betyr "elsker av salt."
Organismer som er klassifisert i denne kategorien tilhører også den store gruppen ekstremofile organismer siden de sprer seg i habitater med ekstrem saltinnhold, hvor de fleste levende celler ikke vil være i stand til å overleve..
Faktisk mister de aller fleste eksisterende celler raskt vann når de blir utsatt for saltmedier, og det er denne dehydreringen som i mange tilfeller raskt fører til døden..
Halofile organismeres evne til å kunne leve i disse miljøene skyldes at de kan balansere sitt osmotiske trykk i forhold til miljøet og opprettholde sitt isosmotiske cytoplasma med det ekstracellulære miljøet..
De har blitt klassifisert basert på konsentrasjonen av salt, der de kan leve i ekstreme, moderate, svake og halotolerante halofiler..
Noen halofile representanter er grønne alger Dunaliella salina, krepsdyret av slekten Artemia eller vannloppe og soppene Aspergillus penicillioides Y Aspergillus terreu.
Artikkelindeks
Ikke alle halofile organismer er i stand til å spre seg i et bredt spekter av saltkonsentrasjoner. Tvert imot, de skiller seg ut i graden av saltholdighet de tåler.
Dette toleransenivået, som varierer mellom veldig spesifikke konsentrasjoner av NaCl, har tjent til å klassifisere dem som ekstreme, moderate, svake og halotolerante halofiler..
Gruppen med ekstreme halofiler inkluderer alle organismer som er i stand til å fylle miljøer der NaCl-konsentrasjoner overstiger 20%.
Disse blir fulgt av moderate halofiler som sprer seg i NaCl-konsentrasjoner mellom 10 og 20%; og svake halofiler, som gjør det ved lavere konsentrasjoner som varierer mellom 0,5 og 10%.
Til slutt er halotolenter organismer som bare er i stand til å støtte lave konsentrasjoner av salt..
Det er et bredt utvalg av prokaryote halofiler som er i stand til å motstå høye konsentrasjoner av NaCl.
Denne evnen til å motstå saltholdighetsforhold som varierer fra lav, men høyere enn de som de fleste levende celler er i stand til å tåle, til svært ekstreme, har blitt tilegnet takket være utviklingen av flere strategier..
Den viktigste eller sentrale strategien er å unngå konsekvensene av en fysisk prosess kjent som osmose.
Dette fenomenet refererer til bevegelse av vann gjennom en semipermeabel membran, fra et sted med en lav konsentrasjon av oppløste stoffer til en med en høyere konsentrasjon..
Derfor, hvis det i det ekstracellulære miljøet (miljø der en organisme utvikler seg) er det saltkonsentrasjoner som er høyere enn de i cytosolen, vil den miste vann til utsiden og dehydrere til døden..
I mellomtiden lagrer de høye konsentrasjoner av oppløste stoffer (salter) i cytoplasmaet for å kompensere for effekten av osmotisk trykk for å unngå dette tapet av vann..
Noen av strategiene som brukes av disse organismene er: syntese av enzymer som er i stand til å opprettholde aktiviteten ved høye saltkonsentrasjoner, lilla membraner som lar dem vokse ved fototrofi, sensorer som regulerer den fototaktiske responsen, slik som rodopsin, og gassformede vesikler som fremmer deres vekst. flyt.
I tillegg skal det bemerkes at miljøene der disse organismer vokser er ganske foranderlige, noe som skaper en risiko for deres overlevelse. Derfor utvikler de andre strategier tilpasset disse forholdene..
En av de endrende faktorene er konsentrasjonen av oppløste stoffer, som ikke bare er viktig i hypersaliske medier, men i ethvert miljø der regn eller høye temperaturer kan forårsake uttørking og følgelig variasjoner i osmolaritet..
For å takle disse endringene har halofile mikroorganismer utviklet to mekanismer som gjør at de kan opprettholde et hyperosmotisk cytoplasma. Den ene kalte "salt-inn" og den andre "salt-out"
Denne mekanismen utføres av Archeas og Haloanaerobiales (strenge anaerobe, moderate halofile bakterier) og består i å øke de interne konsentrasjonene av KCl i cytoplasmaet..
Den høye konsentrasjonen av salt i cytoplasmaet har imidlertid ført til at de foretar molekylære tilpasninger for normal funksjon av intracellulære enzymer..
Disse tilpasningene består i utgangspunktet av syntesen av proteiner og enzymer som er rike på sure aminosyrer og fattige på hydrofobe aminosyrer..
En begrensning for denne typen strategier er at de organismer som utfører den har dårlig evne til å tilpasse seg plutselige endringer i osmolaritet, og begrenser deres vekst til miljøer med svært høy saltkonsentrasjon..
Denne mekanismen brukes av både halofile og ikke-halofile bakterier, i tillegg til moderat halofilt metanogent arké..
I dette utfører den halofile mikroorganismen den osmotiske balansen ved bruk av små organiske molekyler som kan syntetiseres av den eller tas fra mediet..
Disse molekylene kan være polyoler (slik som glyserol og arabinitol), sukkerarter som sukrose, trehalose eller glukosylglycerol eller aminosyrer og derivater av kvaternære aminer slik som glycin-betain.
Alle av dem har høy løselighet i vann, har ingen ladning ved fysiologisk pH og kan nå konsentrasjonsverdier som gjør at disse mikroorganismer kan opprettholde den osmotiske balansen med det ytre miljøet uten å påvirke funksjonen til deres egne enzymer..
I tillegg har disse molekylene evnen til å stabilisere proteiner mot varme, uttørking eller frysing..
Halofile mikroorganismer er veldig nyttige for å oppnå molekyler for bioteknologiske formål.
Disse bakteriene gir ikke store vanskeligheter å dyrke på grunn av de lave ernæringsbehovene i media. Deres toleranse mot høye saltkonsentrasjoner minimerer risikoen for forurensning, noe som plasserer dem som alternative organismer mer fordelaktig enn E coli.
I tillegg, ved å kombinere sin produksjonskapasitet med sin motstand mot ekstreme saltholdighetsforhold, er mikroorganismer av stor interesse som kilde til industriprodukter, både innen farmasøytisk, kosmetisk og bioteknologisk felt..
Noen eksempler:
Mange industrielle prosesser er utviklet under ekstreme forhold, som tilbyr et anvendelsesfelt for enzymer produsert av ekstremofile mikroorganismer, som er i stand til å virke ved ekstreme verdier av temperatur, pH eller saltinnhold. Således er amylaser og proteaser, brukt i molekylærbiologi, blitt beskrevet..
Tilsvarende er halofile bakterier produsenter av polymerer med overflateaktivt middel og emulgerende egenskaper av stor betydning i oljeindustrien fordi de bidrar til utvinning av råolje fra undergrunnen..
De oppløste stoffene som disse bakteriene akkumuleres i cytoplasmaet har en høy stabiliserende og beskyttende kraft av enzymer, nukleinsyrer, membraner og til og med hele celler, mot frysing, uttørking, varmedenaturering og høy saltholdighet.
Alt dette har blitt brukt i enzymteknologi så vel som i mat- og kosmetikkindustrien for å forlenge levetiden til produktene..
Halofile bakterier er i stand til å nedbryte giftige rester som plantevernmidler, legemidler, herbicider, tungmetaller og olje- og gassekstraksjonsprosesser..
Innen matvarer deltar de i produksjonen av soyasaus.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.