Halobacteriaceae

halobacteriaceae
vetenskaplig klassificering
Domän:ArchaeaSorts:EuryarchaeotesKlass:halobakterierOrdning:Halobacteriales Grant och Larsen 1989Familj:halobacteriaceae
Internationellt vetenskapligt namn
Halobacteriaceae Gibbons 1974
Systematik på Wikispecies Bilder på Wikimedia Commons DET ÄR   951460 NCBI   2236 EOL   7951

Halobacteriaceae  (lat.)  är en familj av arkéer från klassen halobacteria [1] ( Halobacteria ), den enda i ordningen Halobacteriales . Inkluderar ett tjugotal släkten, inklusive Halobacterium , Halococcus , Haloarcula , Natrococcus , Natrobacterium .

Representanter för familjen lever i miljöer med hög salthalt [2] , inklusive Döda havet , där saltkoncentrationen når 26-27 %, och vissa år stiger den till 31 %, samt i Stora Saltsjön i Utah (USA), där saltkoncentrationen når 32% [3] (vid 36% NaCl- fällningar), på saltkristaller i kustremsan, i saltmarker , på saltad fisk, på saltade djurskinn, på inlagda ostar, i kål och gurkor.

Struktur, metabolism

Halobacteriaceae  är coccoid eller stavformade , rörliga eller orörliga asporogena mikroorganismer . De flesta av dem färgar grampositiva . Vissa har gasvakuoler för att kontrollera flytkraften [4] .

Mestadels aeroba , men kan tolerera mycket låg syrehalt i miljön, frilevande saprofyter . Beroende på typen av energikälla är dessa fototrofer , enligt elektrondonatorn  - organotrofer , och enligt kolkällan - heterotrofer. I närvaro av syre och organiska föreningar som kan användas som energikälla kan halobakterier utvecklas i mörker (det vill säga beroende på förhållandena för fotoorganoheterotrofi eller kemoorganoheterotrofi ). Men med brist på eller till och med fullständig frånvaro av syre och stark belysning syntetiseras bakteriohodopsin i cellmembranet , vilket gör det möjligt att använda solens energi [5] . På grund av det höga innehållet av karotenoider färgas halobakterier i röda, orange och gula toner. Den vanligaste karotenoiden är bakterioruberin .

Membrandubbelskiktet är byggt av isoprenyldiestrar av fosfoglycerol , med ett litet innehåll av opolära lipider - C 30 -isoprenoider och ett mycket högt innehåll av proteiner . I membranet urskiljs områden med lila och röd-orange färger. I det lila membranet står 75% av massan för ett protein - bakteriodopsin [5] . Bacteriorhodopsin fungerar som en ljuskänslig protonpump. Efter absorptionen av en foton förändras proteinets konformation på ett sådant sätt att den nya konformationen tillåter transport av en proton från cellen till miljön. Protonkoncentrationsgradienten som skapas på detta sätt används för syntesen av ATP [6] . Membranet innehåller även två så kallade sensoriska rodopsiner , som ger positiv och negativ fototaxi [7] [8] . Molekyler av sensoriska rhodopsiner absorberar fotoner av olika våglängder, vilket utlöser en kaskad av signaler som styr flagellmotorn . Dessutom innehåller membranet halorhodopsin , som är en ljusberoende pump av kloridjoner [ 9] . Dess huvudsakliga funktion är att transportera Cl − in i cellen mot gradienten av den elektrokemiska potentialen. Denna transport är nödvändig för att upprätthålla det osmotiska trycket inuti en cell som växer i en miljö med hög salthalt [10] . Livet i hypoxisk saltlake har lett till utvecklingen av ett kraftfullt aktivt transportsystem i halobakterier, på grund av vilket koncentrationen av Na + i cytoplasman hålls på en låg nivå, trots den enorma koncentrationsgradienten av Na + på cellmembranet.

Det bör noteras att ju högre natriumkoncentrationen i mediet är, desto högre halt av K + inne i cellerna. Kalium är känt för att vara nödvändigt för de flesta intracellulära enzymers funktion , medan natrium hämmar aktiviteten hos många av dem. Med en signifikant minskning av saltkoncentrationen i mediet förstörs bakterieceller. Mediatorn för ATP- syntes är koncentrationsgradienten av H + på membranet av halobakterier [5] . Det skapas och underhålls av ett aktivt transportsystem som överför protoner från miljön till cytoplasman. På grund av detta är pH i cytoplasman stabilt, mycket lågt - cirka 3 och beror lite på reservoarens alkalinitet , där pH kan nå 12.

Ekologi

Att döma av deras struktur är halobakterier en av de äldsta invånarna på vår planet. De har varit kända för mänskligheten under lång tid genom den rödaktiga beläggningen på livsmedel som konserverats med stora mängder bordssalt. För första gången isolerades halobakterier i början av förra seklet från mikrofloran av firth lera, men deras systematiska studie började först i slutet av det andra decenniet av nittonhundratalet. De har praktiskt taget inga fiender eller konkurrenter som kan leva under samma förhållanden, och därför har halobakterier fritt utvecklats genom livets historia på jorden. Halobakterier orsakar ingen betydande skada på samhällsekonomin . Det är uppenbart att den mänskliga inre miljön är olämplig för halobakteriers liv, så det finns inte en enda patogen bland dem .

Anteckningar

1. ↑ Halobacteria  // Great Russian Encyclopedia  : [i 35 volymer]  / kap. ed. Yu. S. Osipov . - M .  : Great Russian Encyclopedia, 2004-2017.
2. ↑ Tortora, Funke, Case, 2007 , sid. 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, kanadensisk upplaga, Pearson Canada Inc. , sid. 595, 606. ISBN 978-0-321-77830-7 .
4. ↑ Tortora, Funke, Case, 2007 , sid. 96.
5. ↑ 1 2 3 Tortora, Funke, Case, 2007 , sid. 147.
6. ↑ Alberts B., Johnson A., Lewis J., Morgan D., Raff M., Roberts K., Walter P. 2015. Molecular biology of the cell, 6:e upplagan. Garland Science: New York, s. 586-587. ISBN 978-0-8153-4464-3 .
7. ↑ Grote M., Engelhard M., Hegemann P. 2014. Av jonpumpar, sensorer och kanaler - perspektiv på mikrobiella rhodopsiner mellan vetenskap och historia. 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. Halorhodopsin pumpar Cl- och bacteriorhodopsin pumpar protoner med en vanlig mekanism som använder konserverade elektrostatiska interaktioner. 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. Mekanismen för fotoenergilagring i Halorhodopsin-kloridpumpen. Journal of Biological Chemistry 284 (20): 13562-13569. doi : 10.1074/jbc.M808787200 .

Litteratur

• Tortora GJ, Funke BR, Case CL Microbiology: An introduction: [ eng. ] . — 9:e upplagan. - San Francisco : Pearson Education, 2007. - ISBN 0-8053-4791-7 .

Extremofiler
Kategorier	alkalifiler acidofiler barofiler halofiler hypertermofiler hypoliti kapnofiler kryozoer xerofiler lipofiler litoautotrofer litofiler metalltoleranta organismer oligotrofer osmofiler polyextremofiler psykrotrofer psykrofiler strålningsresistenta organismer termoacidofiler termofiler endoliter
Anmärkningsvärda extremofiler	bakterie Chloroflexus aurantiacus Deinococcus radiodurans Deinococcus-Thermus Desulforudis audax viator GFAJ-1 americana Tersicoccus phoenicis Thermus aquaticus Thermus thermophilus snottite Archaea stam 121 Methanopyrus kandleri furiosus Pyrolobus eukaryoter tardigrader Alvinella pompejana merolae sulphuraria Halicephalobus mephisto Paralvinella
Relaterade artiklar	abiogent ursprung av olja Berkeley Pete hydrotermiska ventiler från åsar i mitten av havet radiostimulering av svamp strålkänslighet termisk stabilitet Acidithiobacillales acidobakterier Archaeoglobaceae Crenarchaeota Grylloblattidae halobacteriaceae Helaeomyia petrolei Thermotogae acidofiler i sur blodiga vattenfall