ACIDOPHILES: MGA KATANGIAN, HALIMBAWA NG MGA MICROORGANISM, APPLICATION - BIOLOGY - 2025

Ang mga organismo ng Acidophilic ay isang uri ng microorganism (prokaryotic o eukaryotic) na may kakayahang magparami at naninirahan sa mga kapaligiran na ang mga halaga ng pH ay mas mababa sa 3. Sa katunayan, ang salitang acidophilus ay nagmula sa Greek at nangangahulugang "acid lover".

Ang mga kapaligiran na ito ay maaaring magmula sa mga aktibidad ng bulkan na may pagpapakawala ng mga asupre na asupre o isang halo ng mga metal na oksido mula sa mga mina ng bakal. Bilang karagdagan, maaari silang maging produkto ng aktibidad o metabolismo ng mga organismo mismo, na nagbibigay-acidify sa kanilang sariling kapaligiran upang mabuhay.

Ang acidic na tubig ng Rio Tinto ay nagsisilbing isang tirahan para sa isang mahusay na iba't ibang mga acid-phile microorganism na nagbibigay sa katangian ng kulay nito. Ni Antonio de Mijas, Spain, mula sa Wikimedia Commons.

Ang mga organisasyong inuri sa loob ng kategoryang ito ay kabilang din sa malaking pangkat ng mga Extremophilic organism, dahil lumalaki sila sa mga kapaligiran na ang acid ay napaka acidic. Kung saan ang karamihan sa mga cell ay hindi makaligtas.

Bilang karagdagan, mahalagang i-highlight na ang grupong ito ng mga organismo ay may kahalagahan mula sa pananaw sa ekolohiya at pang-ekonomiya.

Pangkalahatang katangian

Kumpetisyon, predisyon, mutualism at synergy

Karamihan sa mga organismo ng acidophilic ay lumalaki at naninirahan sa pagkakaroon ng oxygen. Gayunpaman, mayroong katibayan ng acidophilus na maaaring magkaroon ng kapwa sa kawalan at sa pagkakaroon ng oxygen.

Bilang karagdagan, ang mga organismo na ito ay nagtatag ng iba't ibang uri ng mga pakikipag-ugnayan sa iba pang mga organismo tulad ng kumpetisyon, predasyon, mutualism at synergy. Isang halimbawa, ang mga halo-halong kultura ng acidophilus na nagpapakita ng isang mas mataas na paglaki at kahusayan sa oksihenasyon ng mga mineral na asupre kaysa sa mga indibidwal na kultura.

Ang heartburn, isang problema upang malutas

Lumilitaw ang Acidophiles na magbahagi ng mga natatanging istruktura at pagganap na mga katangian na nagpapahintulot sa kanila na neutralisahin ang kaasiman. Kasama dito ang lubos na hindi mahahalata na mga lamad ng cell, isang mataas na panloob na kapasidad ng regulasyon, at natatanging mga sistema ng transportasyon.

Dahil ang mga acidophile ay naninirahan sa isang kapaligiran kung saan mataas ang konsentrasyon ng mga proton, nakabuo sila ng mga sistema ng bomba na responsable para sa pagpapatalsik ng mga proton sa labas. Ang diskarte na ito ay nakamit na ang panloob ng bakterya ay may isang pH malapit sa neutral.

Ang mga organismo ng Acidophilic ay nakabuo ng isang sistema ng mga bomba ng proton na nagpapahintulot sa kanila na magpahitit ng mga proton palabas at panatilihing malapit sa neutral. Sa pamamagitan ng PhilMacD, mula sa Wikimedia Commons.

Gayunpaman, sa mga mina na may mataas na nilalaman ng sulpuriko acid, ang mga microorganism na walang cell wall ay natagpuan, na nagpapahiwatig na kahit walang proteksyon na ito sila ay sumailalim sa mataas na konsentrasyon ng mga proton.

Sa kabilang banda, dahil sa matinding mga kondisyon kung saan nasasakop ang mga ganitong uri ng mga microorganism, dapat nilang garantiya na ang lahat ng kanilang mga protina ay gumagana at hindi denatured.

Para sa mga ito, ang mga synthesized na protina ay may mataas na timbang ng molekular, upang mayroong isang mas malaking bilang ng mga bono sa pagitan ng mga amino acid na bumubuo sa kanila. Sa ganitong paraan, nagiging mas mahirap para sa pagsira ng mga bono na mangyari at ang higit na katatagan ay ibinibigay sa istraktura ng protina.

Mataas na impermeability ng lamad

Kapag ang mga proton ay pumasok sa cytoplasm, ang mga organismo ng acidophilic ay kailangang magpatupad ng mga pamamaraan na nagpapahintulot sa kanila na mapawi ang mga epekto ng isang nabawasan na panloob na pH.

Upang makatulong na mapanatili ang pH, ang mga acidophile ay may isang hindi nababago na lamad ng cell na naglilimita sa pagpasok ng mga proton sa cytoplasm. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang lamad ng archaea acidophiles ay binubuo ng iba pang mga uri ng lipid kaysa sa mga natagpuan sa bakterya at eukaryotic cell lamad.

Sa archaea, ang phospholipids ay mayroong isang hydrophobic (isopenoid) na rehiyon at isang polar na rehiyon na binubuo ng glycerol backbone at ang phosphate group. Sa anumang kaso, ang unyon ay dahil sa isang eter bond, na bumubuo ng higit na pagtutol, lalo na sa mataas na temperatura.

Bilang karagdagan, sa ilang mga kaso ang archaea ay walang mga bilayers, ngunit sa halip ang produkto ng unyon ng dalawang hydrophobic chain, bumubuo sila ng isang monolayer kung saan ang tanging molekula ng dalawang polar group ay nagbibigay sa kanila ng higit na pagtutol.

Sa kabilang banda, sa kabila ng katotohanan na ang mga phospholipid na bumubuo sa mga lamad ng bakterya at eukaryotes ay nagpapanatili ng parehong istraktura (isang hydrophobic at isang polar region), ang mga bono ay ester type at bumubuo ng isang lipid bilayer.

Kahalagahan ng

Ang mga organismo ng Acidophilic ay may potensyal na kahalagahan sa ebolusyon dahil ang mababang mga pH at mga kondisyon na mayaman sa metal na kung saan sila ay lumaki ay maaaring katulad ng mga kondisyon ng bulkan sa ilalim ng lupa.

Sa gayon, ang mga organismo ng acidophilic ay maaaring kumatawan sa mga relasyong primordial kung saan mas kumplikado ang buhay.

Bilang karagdagan, dahil ang mga metabolic na proseso ay maaaring nagmula sa ibabaw ng mineral na sulfide, marahil ang pag-istruktura ng DNA ng mga organismo na ito ay maaaring nangyari sa acidic pH.

Ang regulasyon sa mga organismo ng acidophilic

Ang regulasyon ng pH ay mahalaga para sa lahat ng mga organismo, para sa kadahilanang kailangan ng mga acidophile na magkaroon ng isang intracellular pH na malapit sa neutral.

Gayunpaman, ang mga organismo ng acidophilic ay maaaring magparaya sa mga grady ng pH ng maraming mga order ng magnitude, kumpara sa mga organismo na lumalaki lamang sa mga pH na malapit sa neutral. Ang isang halimbawa ay ang Thermoplasma acidophilum na may kakayahang mabuhay sa pH 1.4 habang pinapanatili ang panloob na pH sa 6.4.

Ang kagiliw-giliw na bagay tungkol sa mga organismo ng acidophilic ay sinamantala nila ang gradyant ng pH na ito upang makagawa ng enerhiya sa pamamagitan ng isang lakas ng motibo ng proton.

Mga halimbawa ng mga acidophilic microorganism

Ang mga organismo ng Acidophilic ay higit na ipinamamahagi sa bakterya at archaea at nag-ambag sa maraming mga biogeochemical cycle, na kinabibilangan ng mga bakal at asupre na siklo.

Kabilang sa una mayroon kaming Ferroplasma acidarmanus, na kung saan ay isang arko na may kakayahang lumaki sa mga kapaligiran na may isang ph na malapit sa zero. Ang iba pang mga prokaryote ay ang Picrophilus oshimae at Picrophilus torridus, na kung saan ay thermophilic at lumalaki sa mga volcanic crater ng Hapon.

Mayroon din kaming ilang mga eukaryotes ng acidophilic tulad ng Cyanidyum caldariuym, na may kakayahang mabuhay sa isang pH malapit sa zero, pinapanatili ang interior ng cell sa halos neutral na antas.

Acontium cylatium, Cephalosporium sp. at Trichosporon cerebriae, ay tatlong eukaryotes mula sa Fungi Kingdom. Ang iba ay pantay na kawili-wili ay ang Picrophilus oshimae at Picrophilus torridus.

Aplikasyon

Pag-leaching

Ang isang mahalagang papel ng mga acidophilic microorganism ay nagsasangkot sa kanilang aplikasyon ng biotechnological, partikular sa pagkuha ng mga metal mula sa mga mineral, na malaki ang binabawasan ang mga kontaminasyon na nalilikha ng mga tradisyunal na pamamaraan ng kemikal (leaching).

Ang prosesong ito ay lalong kapaki-pakinabang sa pagmimina ng tanso, kung saan, halimbawa, ang Thobacillus sulfolobus ay maaaring kumilos bilang isang katalista at mapabilis ang rate ng oksihenasyon ng tanso sulpate na bumubuo sa panahon ng oksihenasyon, na tumutulong sa solubilisasyon ng metal.

Industriya ng pagkain

Ang mga organismo ng Acidophilic ay may mga enzyme na interes sa pang-industriya, na isang mapagkukunan ng acid-stabil na mga enzyme na may mga aplikasyon bilang mga pampadulas.

Bilang karagdagan, sa industriya ng pagkain ang paggawa ng mga amylases at glucoamylases ay ginagamit para sa pagproseso ng almirol, ang panaderya, pagproseso ng mga fruit juice.

Bilang karagdagan, malawak na ginagamit sila sa paggawa ng mga proteases at cellulases na ginagamit bilang mga sangkap ng feed ng hayop at sa paggawa ng mga produktong parmasyutiko.

Mga Sanggunian

1. Baker-Austin C, Dopson M. Buhay sa acid: pH homeostasis sa acidophiles. Mga Uso Mga nauusong Microbiol. 2007; 15 (4): 165-71.
2. Edwards KJ, Bond PL, Gihring TM, Banfield JF. Isang Mahusay na Iron-Oxidizing Extreme Acidophile Mahalaga sa Drainage ng Asido. Science. 2000; 287: 1796-1799.
3. Horikoshi K. Alkaliphiles: Ang ilang mga aplikasyon ng kanilang mga produkto para sa biotechnology. Microbiology at Molecular Biology Review. 1999; 63: 735-750.
4. Kar NS, Dasgupta AK. Ang posibleng papel ng singil sa ibabaw sa samahan ng lamad sa isang acidophile, Indian. Journal ng Biochemistry at Biophysics. labing siyam na siyam na anim; 33: 398-402.
5. Macalady JL, Vestling MM, Baumler D, Boekelheide N, Kaspar CW, Banfield JF. Ang mga monolayers na may lamad na may kaugnayan sa Tetraether sa Ferroplasma spp: isang susi upang mabuhay sa acid. Extremophiles. 2004; 8: 411-419
6. Madigan MT, Martinko JM, Parker J. 2003. Prokaryotic Diversity: Archea. Sa: Madigan MT, Martinko JM, Parker J. (eds). Brock Microbiology ng Microorganism. Sampung edisyon. Ed. Pearson-Prentice Hall, Madrid, pp 741-766.
7. Schleper C, Pühler G, Kühlmorgen B, Zillig W. Buhay sa sobrang mababang pH. Kalikasan. labing siyam na siyamnapu't lima; 375: 741-742.
8. Wiegel J, Keubrin UV. Alkalitermophiles. Mga Transaksyon sa Lipunan ng Biochemical. 2004; 32: 193-198.