Halobakteerit

halobakteerit
tieteellinen luokittelu
Verkkotunnus:ArchaeaTyyppi:EuryarkeootitLuokka:halobakteeritTilaus:Halobacteriales Grant ja Larsen 1989Perhe:halobakteerit
Kansainvälinen tieteellinen nimi
Halobacteriaceae Gibbons 1974
Systematiikka Wikispeciesissä Kuvat Wikimedia Commonsissa SE ON   951460 NCBI   2236 EOL   7951

Halobacteriaceae  (lat.)  on arkeaperhe halobakteerien luokasta [1] ( Halobacteria ), ainoa lahkosta Halobacteriales . Sisältää noin kaksikymmentä sukua, mukaan lukien Halobacterium , Halococcus , Haloarcula , Natrococcus , Natrobacterium .

Suvun edustajat asuvat ympäristöissä, joissa on korkea suolapitoisuus [2] , mukaan lukien Kuollutmeri , jossa suolapitoisuus saavuttaa 26-27 %, ja joinakin vuosina se nousee 31 %:iin, sekä Suuressa Suolajärvessä. Utah (USA), jossa suolapitoisuus saavuttaa 32 % [3] (36 % NaCl saostuu), suolakiteissä rannikkokaistaleilla, suolamailla , suolatuilla kaloilla, suolatuilla eläinten nahoilla, marinoiduilla juustoilla, kaalissa ja kurkkukurkkua.

Rakenne, aineenvaihdunta

Halobakteerit  ovat kokki- tai sauvamaisia , liikkuvia tai liikkumattomia asporogeenisiä mikro -organismeja . Suurin osa niistä värjää grampositiivisia . Joissakin on kaasuvakuolit kelluvuuden säätelemiseksi [4] .

Enimmäkseen aerobeja , mutta sietävät hyvin alhaista happipitoisuutta ympäristössä, vapaasti elävät saprofyytit . Energialähteen tyypin mukaan nämä ovat fototrofeja , elektronin luovuttajan  mukaan organotrofeja ja hiililähteen mukaan heterotrofeja. Hapen ja orgaanisten yhdisteiden läsnä ollessa, joita voidaan käyttää energialähteenä, halobakteerit voivat kehittyä pimeässä (eli fotoorganoheterotrofian tai kemoorganoheterotrofian olosuhteista riippuen ). Kuitenkin hapen ja kirkkaan valaistuksen puuttuessa tai jopa kokonaan puuttuessa bakteerirodopsiinia syntetisoituu solukalvossa , mikä mahdollistaa auringon energian käytön [5] . Korkean karotenoidipitoisuuden vuoksi halobakteerit ovat värjätty punaisen, oranssin ja keltaisen sävyin. Yleisin karotenoidi on bakterioruberiini .

Kalvokaksoiskerros on rakennettu fosfoglyserolin isoprenyylidiestereistä , joissa on pieni pitoisuus ei-polaarisia lipidejä - C 30 -isoprenoideja ja erittäin korkea proteiinipitoisuus . Kalvossa erotetaan violetin ja puna-oranssin väriset alueet. Purppuranpunaisessa kalvossa 75 % massasta on yhden proteiinin, bakteerirodopsiinin , osuus [5] . Bakteriorodopsiini toimii valoherkänä protonipumppuna. Fotonin absorption jälkeen proteiinin konformaatio muuttuu siten, että uusi konformaatio mahdollistaa yhden protonin kuljetuksen solusta ympäristöön. Tällä tavalla muodostettua protonipitoisuusgradienttia käytetään ATP:n synteesiin [6] . Kalvo sisältää myös kaksi ns. sensorista rodopsiinia , jotka tarjoavat positiivisen ja negatiivisen fototaksisen [7] [8] . Sensoristen rodopsiinien molekyylit absorboivat eri aallonpituuksilla olevia fotoneja, mikä laukaisee signaalisarjan, joka ohjaa flagellarimoottoria . Lisäksi kalvo sisältää halorodopsiinia , joka on valosta riippuvainen kloridi - ionien pumppu [9] . Sen päätehtävä on kuljettaa Cl − kennoon sähkökemiallisen potentiaalin gradienttia vastaan. Tämä kuljetus on välttämätön osmoottisen paineen ylläpitämiseksi solun sisällä, joka kasvaa runsaasti suolapitoisessa ympäristössä [10] . Elämä hypoksisessa suolavedessä on johtanut tehokkaan aktiivisen kuljetusjärjestelmän kehittymiseen halobakteereissa, minkä ansiosta Na + : n pitoisuus sytoplasmassa pysyy alhaisella tasolla huolimatta Na + :n valtavasta pitoisuusgradientista solukalvolla.

On huomattava, että mitä korkeampi natriumpitoisuus on elatusaineessa, sitä suurempi on K + -pitoisuus solujen sisällä. Kaliumin tiedetään olevan välttämätön useimpien solunsisäisten entsyymien toiminnalle , kun taas natrium estää monien niistä. Kun suolapitoisuus laskee merkittävästi alustassa, bakteerisolut tuhoutuvat. ATP -synteesin välittäjänä on H + : n pitoisuusgradientti halobakteerien kalvolla [5] . Sitä luo ja ylläpitää aktiivinen kuljetusjärjestelmä, joka siirtää protoneja ympäristöstä sytoplasmaan. Tästä johtuen sytoplasman pH on vakaa, erittäin alhainen - noin 3 ja riippuu vähän säiliön alkalisuudesta , jossa pH voi saavuttaa 12.

Ekologia

Rakenteensa perusteella halobakteerit ovat yksi planeettamme vanhimmista asukkaista. Ihmiskunta on tuntenut ne jo kauan sen punertavan pinnoitteen perusteella, joka on säilötty suurilla määrillä ruokasuolaa. Ensimmäistä kertaa halobakteerit eristettiin viime vuosisadan alussa firthmutan mikrofloorasta , mutta niiden systemaattinen tutkimus alkoi vasta 1900-luvun toisen vuosikymmenen lopussa. Heillä ei käytännössä ole vihollisia tai kilpailijoita, jotka kykenisivät elämään samoissa olosuhteissa, ja siksi halobakteerit ovat kehittyneet vapaasti läpi elämän maapallolla. Halobakteerit eivät aiheuta merkittävää haittaa kansantaloudelle . On selvää, että ihmisen sisäinen ympäristö ei sovellu halobakteerien elämään, joten niiden joukossa ei ole yhtään taudinaiheuttajaa .

Muistiinpanot

1. ↑ Halobakteerit  // Suuri venäläinen tietosanakirja  : [35 osassa]  / ch. toim. Yu. S. Osipov . - M .  : Suuri venäläinen tietosanakirja, 2004-2017.
2. ↑ Tortora, Funke, Case, 2007 , s. 316, 340.
3. ↑ Reece JB, Urry LA, Cain ML, Wasserman SA, Minorsky PV, Jackson RB, Rawle F., Durnford D., Moyes C., Walde S., Wilson K. 2014. Campbell Biology, kanadalainen painos, Pearson Canada Inc. , s. 595, 606. ISBN 978-0-321-77830-7 .
4. ↑ Tortora, Funke, Case, 2007 , s. 96.
5. ↑ 1 2 3 Tortora, Funke, Case, 2007 , s. 147.
6. ↑ Alberts B., Johnson A., Lewis J., Morgan D., Raff M., Roberts K., Walter P. 2015. Molecular biology of the cell, 6. painos. Garland Science: New York, s. 586-587. ISBN 978-0-8153-4464-3 .
7. ↑ Grote M., Engelhard M., Hegemann P. 2014. Ionipumpuista, antureista ja kanavista - näkökulmia mikrobi-rodopsiineihin tieteen ja historian välillä. Biochimica et Biophysica Acta 1837 (5): 533-545. doi : 10.1016/j.bbabio.2013.08.006 .
8. ↑ Spudich JL, Sineshchekov OA, Govorunova EG 2014. Mechanism of Divergence in Microbial Rhodopsins. Biochimica et Biophysica Acta 1837 (5): 546-452. doi : 10.1016/j.bbabio.2013.06.006 .
9. ↑ Song Y., Gunner MR 2014. Halorrodopsiini pumppaa Cl- ja bakteerirodopsiini pumppaa protoneja yhteisellä mekanismilla, joka käyttää konservoituneita sähköstaattisia vuorovaikutuksia. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 111 (46): 16377-16382. doi : 10.1073/pnas.1411119111
10. ↑ Pfisterer C., Gruia A., Fischer S. 2009. Valoenergian varastoinnin mekanismi halorodopsiinikloridipumpussa. Journal of Biological Chemistry 284 (20): 13562-13569. doi : 10.1074/jbc.M808787200 .

Kirjallisuus

• Tortora GJ, Funke BR, Case CL Microbiology: An Introduction : [ eng. ] . – 9. painos. - San Francisco : Pearson Education, 2007. - ISBN 0-8053-4791-7 .

Extremofiilit
Luokat	alkalofiilit asidofiilit barofiilit halofiilit hypertermofiilit hypoliitit kapnofiilit kryoeläimet kserofiilit lipofiilit litoautotrofit litofiilit metallia sietävät organismit oligotrofit osmofiilit polyextremofiilit psykrotrofit psykofiilit radioresistentit organismit termoasidofiilit termofiilit endoliitit
Merkittäviä extremofiilejä	bakteerit Chloroflexus aurantiacus Deinococcus radiodurans Deinococcus-Thermus Desulforudis audax viator GFAJ-1 americana Tersicoccus phoenicis Thermus aquaticus Thermus thermophilus snottite Archaea strain 121 Methanopyrus kandleri furiosus Pyrolobus eukaryootit tardigrades Alvinella pompejana merolae sulphuraria Halicephalobus mephisto Paralvinella
Aiheeseen liittyvät artikkelit	öljyn abiogeeninen alkuperä Berkeley Pete valtameren keskiharjanteiden hydrotermiset aukot sienten radiostimulaatio radioherkkyys lämpöstabiilisuus Acidithiobacillales_ acidobakteerit Archaeoglobaceae Crenarchaeota Grylloblattidae halobakteerit Helaeomyia petrolei Thermotogae asidofiilit happokaivoksen verinen vesiputous