organisme halofile acestea sunt o categorie de microorganisme, atât procariote, cât și eucariote, capabile să se reproducă și să trăiască în medii cu concentrații mari de sare, cum ar fi apa de mare și zonele aride hipersaline. Termenul halofil provine din cuvintele grecești halos și filo, care înseamnă „iubitor de sare”.
Organismele clasificate în această categorie aparțin, de asemenea, grupului larg de organisme extremofile, deoarece proliferează în habitate de salinitate extremă, unde majoritatea celulelor vii nu ar putea supraviețui..
De fapt, marea majoritate a celulelor existente pierd rapid apă atunci când sunt expuse la medii bogate în sare și această deshidratare este cea care, în multe cazuri, duce rapid la moarte..
Capacitatea organismelor halofile de a putea trăi în aceste medii se datorează faptului că își pot echilibra presiunea osmotică în raport cu mediul și își pot menține citoplasma izosmotică cu mediul extracelular..
Au fost clasificate pe baza concentrației de sare, în care pot trăi în halofili extremi, moderate, slabi și halotoleranți..
Unii reprezentanți halofili sunt algele verzi Dunaliella salina, crustaceul din genul Artemia sau purice de apă și ciuperci Aspergillus penicillioides Da Aspergillus terreu.
Indice articol
Nu toate organismele halofile sunt capabile să prolifereze într-o gamă largă de concentrații de sare. Dimpotrivă, acestea diferă în ceea ce privește gradul de salinitate pe care sunt capabili să îl tolereze.
Acest nivel de toleranță, care variază între concentrații foarte specifice de NaCl, a servit la clasificarea lor ca halofili extremi, moderate, slabi și halotoleranți..
Grupul halofililor extremi include toate acele organisme capabile să populeze medii în care concentrațiile de NaCl depășesc 20%.
Acestea sunt urmate de halofili moderate care proliferează la concentrații de NaCl între 10 și 20%; și halofili slabi, care fac acest lucru la concentrații mai mici, care variază între 0,5 și 10%.
În cele din urmă, halotolenții sunt organisme care sunt capabile doar să susțină concentrații scăzute de sare..
Există o mare varietate de halofili procarioti capabili să reziste la concentrații mari de NaCI.
Această abilitate de a rezista condițiilor de salinitate care variază de la cele mici, dar mai mari decât cele pe care majoritatea celulelor vii sunt capabile să le tolereze, până la cele extrem de extreme, au fost dobândite datorită dezvoltării de strategii multiple..
Strategia principală sau centrală este de a evita consecințele unui proces fizic cunoscut sub numele de osmoza.
Acest fenomen se referă la mișcarea apei printr-o membrană semipermeabilă, dintr-un loc cu o concentrație scăzută de substanțe dizolvate la unul cu o concentrație mai mare..
Prin urmare, dacă în mediul extracelular (mediul în care se dezvoltă un organism) există concentrații de sare mai mari decât cele din citosolul său, acesta va pierde apă în exterior și se va deshidrata până la moarte..
Între timp, pentru a evita această pierdere de apă, depozitează concentrații ridicate de substanțe dizolvate (săruri) în citoplasma lor, pentru a compensa efectele presiunii osmotice..
Unele dintre strategiile utilizate de aceste organisme sunt: sinteza enzimelor capabile să-și mențină activitatea la concentrații ridicate de sare, membrane violete care le permit să crească prin fototrofie, senzori care reglează răspunsul fototactic, cum ar fi rodopsina, și vezicule gazoase care promovează creștere.flotație.
În plus, trebuie remarcat faptul că mediile în care aceste organisme cresc sunt destul de schimbabile, ceea ce creează un risc pentru supraviețuirea lor. Prin urmare, dezvoltă alte strategii adaptate acestor condiții..
Unul dintre factorii în schimbare este concentrația de substanțe dizolvate, care nu este importantă doar în mediile hipersaline, ci în orice mediu în care ploile sau temperaturile ridicate pot provoca deshidratare și, în consecință, variații ale osmolarității..
Pentru a face față acestor schimbări, microorganismele halofile au dezvoltat două mecanisme care le permit să mențină o citoplasmă hiperosmotică. Unul dintre ei numit „sare” și celălalt „sare”
Acest mecanism este realizat de Archeas și Haloanaerobiales (bacterii halofile moderate anaerobe stricte) și constă în creșterea concentrațiilor interne de KCl în citoplasma lor..
Cu toate acestea, concentrația ridicată de sare din citoplasmă i-a determinat să facă adaptări moleculare pentru funcționarea normală a enzimelor intracelulare..
Aceste adaptări constau practic în sinteza proteinelor și enzimelor bogate în aminoacizi acizi și sărace în aminoacizi hidrofobi..
O limitare pentru acest tip de strategie este că acele organisme care o desfășoară au o capacitate slabă de a se adapta la schimbările bruște de osmolaritate, limitându-și creșterea la medii cu concentrații saline foarte mari..
Acest mecanism este utilizat atât de bacteriile halofile, cât și de cele non-halofile, în plus față de archaea halofilă metanogenă moderată.
În acest sens, microorganismul halofil efectuează echilibrul osmotic folosind molecule organice mici care pot fi sintetizate de acesta sau preluate din mediu..
Aceste molecule pot fi polioli (cum ar fi glicerol și arabinitol), zaharuri precum zaharoză, trehaloză sau glucozil-glicerol sau aminoacizi și derivați de amine cuaternare precum glicina-betaină.
Toate au o solubilitate ridicată în apă, nu au încărcare la pH fiziologic și pot atinge valori de concentrație care permit acestor microorganisme să mențină echilibrul osmotic cu mediul extern fără a afecta funcționarea propriilor enzime..
În plus, aceste molecule au capacitatea de a stabiliza proteinele împotriva căldurii, desecării sau înghețului..
Microorganismele halofile sunt foarte utile pentru obținerea moleculelor în scopuri biotehnologice.
Aceste bacterii nu prezintă dificultăți majore de cultivat din cauza cerințelor nutriționale reduse din mediul lor. Toleranța lor la concentrații saline ridicate minimizează riscurile de contaminare, ceea ce le plasează ca organisme alternative mai avantajoase decât E coli.
În plus, prin combinarea capacității sale de producție cu rezistența sa la condiții extreme de salinitate, microorganismele sunt de mare interes ca sursă de produse industriale, atât în domeniul farmaceutic, cosmetic, cât și biotehnologic..
Cateva exemple:
Multe procese industriale sunt dezvoltate în condiții extreme, ceea ce oferă un domeniu de aplicare pentru enzimele produse de microorganisme extremofile, capabile să acționeze la valori extreme de temperatură, pH sau salinitate. Astfel, amilazele și proteazele, utilizate în biologia moleculară, au fost descrise..
În mod similar, bacteriile halofile sunt producătoare de polimeri cu proprietăți tensioactive și emulsifiante de mare importanță în industria petrolieră, deoarece contribuie la extragerea țițeiului din subsol..
Solutele pe care aceste bacterii le acumulează în citoplasma lor au o putere mare de stabilizare și protecție a enzimelor, acizilor nucleici, membranelor și chiar a celulelor întregi, împotriva înghețului, desicării, denaturării termice și a salinității ridicate..
Toate acestea au fost utilizate atât în tehnologia enzimatică, cât și în industria alimentară și cosmetică pentru a prelungi durata de viață a produselor..
Bacteriile halofile sunt capabile să degradeze reziduurile toxice, cum ar fi pesticide, produse farmaceutice, erbicide, metale grele și procese de extracție a petrolului și gazelor..
În domeniul alimentar participă la producția de sos de soia.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.