Klasifikasi halofil, osmosis, aplikasi, contoh

Itu organisme halofil Mereka adalah kategori mikroorganisme, baik prokariota maupun eukariota, yang mampu mereproduksi dan hidup di lingkungan dengan konsentrasi garam tinggi seperti air laut dan daerah hipersalin kering. Istilah halophile berasal dari kata -kata Yunani halo dan tepi, yang berarti "pencinta garam".

Organisme yang diklasifikasikan dalam kategori ini juga termasuk dalam kelompok besar organisme ekstremofil karena mereka memperbanyak habitat salinitas ekstrem, di mana sebagian besar sel hidup tidak akan dapat bertahan hidup.

Salinas, lingkungan salinitas ekstrem di mana sel -sel halofil ekstrem berkembang biak. Oleh h. Zell [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons.

Faktanya, sebagian besar sel yang ada secara acak kehilangan air ketika mereka terpapar media yang kaya akan garam dan dehidrasi inilah yang dalam banyak kasus membuat mereka mati.

Kemampuan organisme halofil untuk dapat hidup di lingkungan ini adalah karena mereka dapat menyeimbangkan tekanan osmotik mereka dalam kaitannya dengan lingkungan dan mempertahankan sitoplasma isosmotik mereka dengan media ekstraseluler.

Mereka telah diklasifikasikan berdasarkan konsentrasi garam, di mana mereka dapat hidup dalam halofil ekstrem, sedang, lemah dan halofil.

Beberapa perwakilan halofil adalah alga hijau Dunaliella Salina, Crustacea dari genus Artemia atau Pulga de Agua dan jamur Aspergillus penicillioides Dan Aspergillus Terreu.

[TOC]

Klasifikasi

Tidak semua organisme halofil mampu berkembang biak dalam berbagai konsentrasi garam. Sebaliknya, mereka berbeda dalam tingkat salinitas yang mampu mentolerir.

Tingkat toleransi yang bervariasi antara konsentrasi NaCl yang sangat spesifik telah berfungsi untuk mengklasifikasikannya dalam halofil yang ekstrem, sedang, lemah dan halofil.

Kelompok halofil ekstrem mencakup semua lembaga yang mampu mengisi lingkungan di mana konsentrasi NaCl melebihi 20%.

Ini diikuti oleh halofil moderat yang berkembang biak dalam konsentrasi NaCl antara 10 dan 20%; dan halofil lemah, yang melakukannya pada konsentrasi yang lebih rendah yang bervariasi antara 0,5 dan 10%.

Dapat melayani Anda: Bifidobacterium: Karakteristik, Reproduksi, Nutrisi, Manfaat

Akhirnya halotoleran adalah organisme yang hanya mampu menahan konsentrasi garam rendah.

Osmosis dan salinitas

Ada berbagai macam halofil prokariotik yang mampu melawan konsentrasi NaCl yang tinggi.

Kemampuan untuk menolak kondisi salinitas yang bervariasi dari korban.

Strategi utama atau sentral terdiri dalam menghindari konsekuensi dari proses fisik yang dikenal sebagai osmosis.

Fenomena ini mengacu pada gerakan yang membuat air melalui membran semipermeabel, dari tempat konsentrasi rendah zat terlarut hingga salah satu konsentrasi yang lebih besar.

Oleh karena itu, jika di lingkungan ekstraseluler (lingkungan di mana suatu organisme berkembang) ada konsentrasi garam lebih tinggi daripada yang ada di sitosolnya, ia akan kehilangan air ke luar dan dehidrasi sampai mati.

Sementara itu, untuk menghindari kehilangan air ini, mereka menyimpan konsentrasi zat terlarut (garam) yang tinggi dalam sitoplasma untuk mengimbangi efek tekanan osmotik.

Strategi adaptif untuk menangani salinitas

Bakteri halofil. Oleh Maulucioni Berdasarkan Gambar Commons [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons.

Beberapa strategi yang digunakan oleh organisme ini adalah: sintesis enzim yang mampu mempertahankan aktivitas mereka pada konsentrasi garam, membran ungu yang memungkinkan mereka pertumbuhan dengan fototrofi, sensor yang mengatur respons fototaks seperti rodopsin dan vesikel gas yang mempromosikan floatation mereka.

Selain itu, perlu dicatat bahwa lingkungan tempat organisme ini tumbuh cukup berubah, yang menciptakan risiko terhadap kelangsungan hidup mereka. Oleh karena itu, strategi lain yang disesuaikan dengan kondisi ini berkembang.

Salah satu faktor yang berubah adalah konsentrasi zat terlarut, yang tidak hanya penting dalam media hipersalin, tetapi di lingkungan apa pun di mana hujan atau suhu tinggi dapat menyebabkan pengeringan dan karenanya variasi dalam osmolaritas.

Itu dapat melayani Anda: Shigella Sonnei: Karakteristik, Morfologi, Siklus Hidup, Penyakit

Untuk menangani perubahan ini, mikroorganisme halofil telah mengembangkan dua mekanisme yang memungkinkan mereka mempertahankan sitoplasma hiperosmotik. Salah satunya disebut "garam" dan yang lainnya "garam"

Mekanisme "garam"

Mekanisme ini dilakukan oleh lengkungan dan haloanaerob (bakteri halofil anaerob yang ketat) dan terdiri dari peningkatan konsentrasi internal KCL dalam sitoplasminya.

Namun, konsentrasi garam yang tinggi dalam sitoplasma telah menghasilkan bahwa ini harus membuat adaptasi molekuler untuk fungsi normal enzim intraseluler.

Adaptasi ini pada dasarnya terdiri dari sintesis protein dan enzim yang kaya akan karakter asam dan buruk dalam asam amino hidrofobik.

Keterbatasan untuk jenis strategi ini adalah bahwa organisme yang melaksanakannya memiliki kapasitas yang buruk untuk beradaptasi dengan perubahan mendadak dalam osmolaritas, membatasi pertumbuhan mereka ke lingkungan dengan konsentrasi garam yang sangat tinggi.

Mekanisme "Salt-Out"

Mekanisme ini digunakan oleh bakteri halofil dan non -halofil, selain lengkungan metanogenik halofil sedang.

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

Molekul-molekul ini dapat berupa polies (seperti gliserol dan arabinitol), gula seperti sukrosa, trehalosa atau asam glisosil atau asam amino dan berasal dari amina kuaterner seperti glisin-basement.

Semuanya memiliki kelarutan tinggi dalam air, tidak memiliki beban pH fisiologis dan dapat mencapai nilai konsentrasi yang memungkinkan mikroorganisme ini untuk mempertahankan keseimbangan osmotik dengan lingkungan eksternal tanpa mempengaruhi fungsi enzim mereka sendiri.

Selain itu, molekul -molekul ini memiliki kemampuan untuk menstabilkan protein terhadap panas, pengeringan atau pembekuan.

Aplikasi

Mikroorganisme halofil sangat berguna untuk mendapatkan molekul untuk tujuan bioteknologi.

Bakteri ini tidak menghadirkan kesulitan yang lebih besar untuk dibudidayakan karena beberapa persyaratan gizi di media mereka. Toleransi mereka terhadap konsentrasi salin yang tinggi, secara minimal mengurangi risiko kontaminasi, yang menempatkan mereka sebagai organisme alternatif yang lebih menguntungkan daripada DAN. coli.

Selain itu, ketika menggabungkan kapasitas produksi dengan ketahanannya terhadap kondisi salinitas yang ekstrem, mikroorganisme yang sangat menarik adalah sumber produk industri, baik di bidang farmasi dan kosmetik dan bioteknologi.

Dapat melayani Anda: clamidosporas

Beberapa contoh:

Enzim

Banyak proses industri dikembangkan dalam kondisi ekstrem, yang menawarkan bidang aplikasi untuk enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme ekstremofilik, yang mampu bertindak pada suhu ekstrem, pH atau nilai salinitas. Dengan demikian, amilassas dan protease telah dijelaskan, digunakan dalam biologi molekuler.

Polimer

Demikian pula, bakteri halofil adalah produsen polimer dengan sifat surfaktan dan pengemulsi yang sangat penting dalam industri minyak karena mereka berkontribusi pada proses ekstraksi mentah subsoil.

Zat terlarut yang kompatibel

Zat terlarut yang mengumpulkan bakteri ini dalam sitoplasma mereka memiliki penstabil tinggi dan pelindung enzim, asam nukleat, membran dan bahkan seluruh sel, terhadap pembekuan, pengeringan, denaturasi panas dan salinitas tinggi.

Semua ini telah digunakan dalam teknologi enzimatik serta dalam industri makanan dan kosmetik untuk memperpanjang durasi produk.

Biodegradasi limbah

Bakteri halofil mampu mendegradasi limbah beracun seperti pestisida, produk farmasi, herbisida, logam berat dan proses ekstraksi minyak dan gas.

Makanan

Di bidang makanan mereka berpartisipasi dalam elaborasi kecap asin.

Referensi

1. Dennis PP, Shimmin LC. Divergensi evolusi dan seleksi yang dimediasi salinitas dalam halofilik archaea. Microbiol mol biol rev. 1997; 61: 90-104.
2. González-Hernández JC, Peña A. Strategi adaptasi mikroorganisme halofil dan Debaryomyces hansenii (Ragi halofil). Majalah Mikrobiologi Amerika Latin. 2002; 44 (3): 137-156.
3. Berdoa a. Aspet bionergik halofilisme. Microbiol mol biol rev. 1999; 63: 334-48.
4. Ramírez N, Sandoval AH, Serrano JA. Bakteri halofil dan aplikasi bioteknologisnya. 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. Osmosensing dan akumulasi zat terlarut yang kompatibel dengan bakteri. Comp Biochem Physiol. 2001; 130: 437-460.