Halobacteriaceae

halobacteriaceae
vědecká klasifikace
Doména:ArchaeaTyp:EuryarcheotesTřída:halobakterieObjednat:Halobacteriales Grant a Larsen 1989Rodina:halobacteriaceae
Mezinárodní vědecký název
Halobacteriaceae Gibbons 1974
Systematika na Wikispecies Obrázky na Wikimedia Commons TO JE   951460 NCBI   2236 EOL   7951

Halobacteriaceae  (lat.)  je čeleď archaea z třídy halobakterií [1] ( Halobacteria ), jediná v řádu Halobacteriales . Zahrnuje asi dvacet rodů, včetně Halobacterium , Halococcus , Haloarcula , Natrococcus , Natrobacterium .

Zástupci čeledi žijí v prostředí s vysokým obsahem soli [2] , včetně Mrtvého moře , kde koncentrace soli dosahuje 26–27 % a v některých letech stoupá až na 31 %, stejně jako ve Velkém solném jezeře Utah (USA), kde koncentrace soli dosahuje 32 % [3] (při 36 % se vysráží NaCl ), na krystalech soli v pobřežním pásu, v slaných močálech , na solených rybách, na solených zvířecích kůžích, na nakládaných sýrech, v zelí a okurky.

Struktura, metabolismus

Halobacteriaceae  jsou kokoidní nebo tyčinkovité , pohyblivé nebo nepohyblivé asporogenní mikroorganismy . Většina z nich se barví grampozitivně . Některé mají plynové vakuoly pro kontrolu vztlaku [4] .

Většinou aerobní , ale mohou tolerovat velmi nízký obsah kyslíku v prostředí, volně žijící saprofyty . Podle typu zdroje energie se jedná o fototrofy  , podle donoru elektronů organotrofy a podle zdroje uhlíku heterotrofy. V přítomnosti kyslíku a organických sloučenin, které mohou být použity jako zdroj energie, se halobakterie mohou vyvíjet ve tmě (tj. v závislosti na podmínkách fotoorganoheterotrofie nebo chemoorganoheterotrofie ). Při nedostatku nebo dokonce úplné nepřítomnosti kyslíku a jasném osvětlení se však v buněčné membráně syntetizuje bakteriorhodopsin , který umožňuje využít energii Slunce [5] . Díky vysokému obsahu karotenoidů jsou halobakterie zbarveny do červených, oranžových a žlutých tónů. Nejběžnějším karotenoidem je bakterioruberin .

Membránová dvojvrstva je postavena z isoprenyldiesterů fosfoglycerolu s malým obsahem nepolárních lipidů - C 30 -isoprenoidů a velmi vysokým obsahem bílkovin . V membráně jsou rozlišeny oblasti fialové a červeno-oranžové barvy. Ve fialové membráně připadá 75 % hmoty na jeden protein – bakteriorhodopsin [5] . Bakteriorhodopsin funguje jako protonová pumpa citlivá na světlo. Po absorpci fotonu se konformace proteinu změní tak, že nová konformace umožní transport jednoho protonu z buňky do prostředí. Takto vytvořený koncentrační gradient protonů se využívá pro syntézu ATP [6] . Membrána dále obsahuje dva tzv. senzorické rodopsiny , které zajišťují pozitivní a negativní fototaxi [7] [8] . Molekuly senzorických rodopsinů pohlcují fotony různých vlnových délek, což spouští kaskádu signálů, které ovládají bičíkový motor. Membrána navíc obsahuje halorhodopsin , což je na světle závislá pumpa chloridových iontů [9] . Jeho hlavní funkcí je transport Cl − do článku proti gradientu elektrochemického potenciálu. Tento transport je nezbytný pro udržení osmotického tlaku uvnitř buňky rostoucí v prostředí s vysokým obsahem soli [10] . Život v hypoxické solance vedl k vývoji výkonného aktivního transportního systému v halobakteriích, díky kterému je koncentrace Na + v cytoplazmě udržována na nízké úrovni, a to i přes enormní koncentrační gradient Na + na buněčné membráně.

Je třeba poznamenat, že čím vyšší je koncentrace sodíku v médiu, tím vyšší je obsah K + uvnitř buněk. Je známo, že draslík je nezbytný pro fungování většiny intracelulárních enzymů , zatímco sodík inhibuje aktivitu mnoha z nich. Při výrazném poklesu koncentrace soli v médiu jsou bakteriální buňky zničeny. Mediátorem syntézy ATP je koncentrační gradient H + na membráně halobakterií [5] . Je vytvářen a udržován aktivním transportním systémem, který přenáší protony z prostředí do cytoplazmy. Díky tomu je pH v cytoplazmě stabilní, velmi nízké - asi 3 a málo závisí na alkalitě rezervoáru, kde může pH dosáhnout 12.

Ekologie

Soudě podle jejich struktury jsou halobakterie jedním z nejstarších obyvatel naší planety. Lidstvo je zná odedávna podle načervenalého povlaku na potravinách konzervovaných velkým množstvím kuchyňské soli. Poprvé byly halobakterie izolovány na začátku minulého století z mikroflóry firthového bahna, ale jejich systematické studium začalo až na konci druhého desetiletí dvacátého století. Nemají prakticky žádné nepřátele ani konkurenty schopné žít ve stejných podmínkách, a proto se halobakterie v průběhu historie života na Zemi volně vyvíjely. Halobakterie nezpůsobují žádné významné škody národnímu hospodářství . Je zřejmé, že vnitřní prostředí člověka je pro život halobakterií nevhodné, takže mezi nimi není jediný patogen .

Poznámky

1. ↑ Halobacteria  // Velká ruská encyklopedie  : [ve 35 svazcích]  / kap. vyd. Yu. S. Osipov . - M  .: Velká ruská encyklopedie, 2004-2017.
2. ↑ Tortora, Funke, Case, 2007 , str. 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, kanadské vydání, Pearson Canada Inc. , str. 595, 606. ISBN 978-0-321-77830-7 .
4. ↑ Tortora, Funke, Case, 2007 , str. 96.
5. ↑ 1 2 3 Tortora, Funke, Case, 2007 , str. 147.
6. ↑ Alberts B., Johnson A., Lewis J., Morgan D., Raff M., Roberts K., Walter P. 2015. Molekulární biologie buňky, 6. vydání. Garland Science: New York, str. 586-587. ISBN 978-0-8153-4464-3 .
7. ↑ Grote M., Engelhard M., Hegemann P. 2014. Iontové pumpy, senzory a kanály – pohledy na mikrobiální rodopsiny mezi vědou a historií. Biochimica et Biophysica Acta 1837 (5): 533-545. doi : 10.1016/j.bbabio.2013.08.006 .
8. ↑ Spudich JL, Sineshchekov OA, Govorunova EG 2014. Mechanismus divergence u mikrobiálních rodopsinů. Biochimica et Biophysica Acta 1837 (5): 546-452. doi : 10.1016/j.bbabio.2013.06.006 .
9. ↑ Song Y., Gunner MR 2014. Halorhodopsin pumpuje Cl- a bakteriorhodopsin pumpuje protony společným mechanismem, který využívá konzervované elektrostatické interakce. 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. Mechanismus ukládání fotoenergie v pumpě halorhodopsinchloridu. Journal of Biological Chemistry 284 (20): 13562-13569. doi : 10.1074/jbc.M808787200 .

Literatura

• Tortora GJ, Funke BR, případ CL Mikrobiologie: Úvod : [ eng. ] . — 9. vydání. - San Francisco : Pearson Education, 2007. - ISBN 0-8053-4791-7 .

Extremofilové
Kategorie	alkalifily acidofily barofilové halofily hypertermofilové hypolity kapnofilové kryozoany xerofilové lipofily litoautotrofy litofily organismy odolné vůči kovům oligotrofy osmofilové polyextremofilové psychrotrofy psychrofilové radiorezistentní organismy termoacidofily termofilové endolity
Pozoruhodní extrémofilové	bakterie Chloroflexus aurantiacus Deinococcus radiodurans Deinococcus-Thermus Desulforudis audax viator GFAJ-1 americana Tersicoccus phoenicis Thermus aquaticus Thermus thermophilus snottite Archaea kmen 121 Metanopyrus kandleri furiosus Pyrolobus eukaryota tardigrades Alvinella pompejana merolae sulphuraria Halicephalobus mephisto Paralvinella
Související články	abiogenního původu ropy Berkeley Pete hydrotermální průduchy středooceánských hřbetů radiostimulace hub radiosenzitivita tepelná stabilita Acidithiobacillales acidobakterie Archaeoglobaceae Crenarchaeota Grylloblattidae halobacteriaceae Helaeomyia petrolei Termotogy acidofily v kyselé krvavý vodopád