Ero sivun ”Halobacterium salinarum” versioiden välillä

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Uudempi muutos →
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
VisuaalinenWikiteksti
Luotu kääntämällä sivu ”Halobacterium salinarum”
(ei mitään eroa)

Versio 2. maaliskuuta 2023 kello 11.25


Halobacterium salinarum
Tieteellinen luokittelu
Halobacterium salinarum
Halobacterium salinarum NRC-1

Size bar = 270 nm
Scientific classification
Kunta:
Archaea
Pääjakso:
Euryarchaeota
Luokka:
Halobacteria
Lahko:
Halobacteriales
Heimo:
Halobacteriaceae
Suku:
Halobacterium
Laji:
H. salinarum
Binomial name
Halobacterium salinarum

corrig. (Harrison and Kennedy 1922)

Elazari-Volcani 1957
Synonyms

Pseudomonas salinaria Harrison and Kennedy 1922 Serratia salinaria (Harrison and Kennedy 1922) Bergey et al. 1923 Flavobacterium (subgen. Halobacterium) salinarium (Harrison and Kennedy 1922) Elazari-volcani 1940 Halobacter salinaria (Harrison and Kennedy 1922) Anderson 1954 Halobacterium salinarium (Harrison and Kennedy 1922) Elazari-Volcani 1957 Halobacterium halobium (Petter 1931) Elazari-Volcani 1957 Halobacterium cutirubrum (Lochhead 1934) Elazari-Volcani 1957 Halobacterium piscialsi (Yachai et al. 2008)[1]

Halobacterium salinarum (tunnettiin aiemmin nimellä Halobacterium cutirubrum tai Halobacterium halobium) on aerobinen halofiilinen meren arkeoni. [2] Niitä esiintyy suolatuissa kaloissa, vuodissa, hypersuolaisissa järvissä ja suola-altaissa. H. salinarumia on löydetty myös runsaasti suolaa sisältävistä ruoista, kuten suolaisesta sianlihasta, merikaloista ja makkaroista. H. salinarumin kyky selviytyä korkeissa suolapitoisuuksissa on johtanut sen luokitteluun extremofiiliksi.

Solumorfologia ja aineenvaihdunta

Halobakteerit ovat yksisoluisia sauvamaisia mikro-organismeja. Ne kehittyivät miljardeja vuosia sitten ja ovat yksi vanhimmista elämänmuodoista. Niiden solukalvo koostuu yhdestä lipidikaksoiskerroksesta, jota ympäröi S-kerros . [3] S-kerros koostuu solun pinnan glykoproteiinista, joka muodostaa noin 50 % solun pinnan proteiineista . [4] Glykoproteiinin glykaaniketjuissa on runsaasti sulfaattijäämiä, mikä antaa kalvolle negatiivisen varauksen, minkä uskotaan stabiloivan solukalvon rakennetta korkeassa suolapitoisuudessa. [5]

Aminohapot ovat H. salinarumin pääasiallinen kemiallisen energian lähde, erityisesti arginiini ja aspartaatti. [3] H. salinarumin ei kykene hyödyntämään sokereita ympäristöstä, joten sen on tuotettava entsyymejä, jotka pystyvät suorittamaan glukoneogeneesiä sokereiden tuottamiseksi. Transkriptiofaktori TrmB:n on osoitettu säätelevän S-kerroksen glykoproteiinissa olevien sokereiden glukoneogeenistä tuotantoa.

Sopeutuminen ääriolosuhteisiin

Korkea suola

Selviytyäkseen erittäin suolaisissa ympäristöissä halofiiliset arkit hyödyntävät osmoprotektantteja (erityisesti kaliumkloridia ) osmoottisen stressin vähentämiseksi. [6] Kaliumtasot eivät ole tasapainossa ympäristön kanssa, joten H. salinarum tuottaa useita aktiivisia kuljettajia, jotka pumppaavat kaliumia soluun. [3] Erittäin korkea suolapitoisuus saa aikaan proteiinisaostumista, minkä välttääkseen H. salinarum tuottaa pääasiassa happamia proteiineja. H. salinarum -proteiinien keskimääräinen isoelektrinen piste on 5,03. [7] Nämä erittäin happamat proteiinit ovat vahvasti negatiivisesti varautuneita jolloin ne pysyvät vakaina myös korkeissa suolapitoisuuksissa. [2]

Alhainen happi ja fototrofia

Kemiosmoottinen kytkentä aurinkoenergian , bakteerirodopsiinin ja ATP-syntaasin (kemiallinen energia) aiheuttaman fosforylaation välillä fotosynteesin aikana Halobacterium salinarumissa (syn. H. halobium ). Arkeaalinen soluseinä on jätetty pois. [8] [9]

H. salinarum voi kasvaa suola-altaissa niin tiheään, että vaden happi loppuu nopeasti. Vaikka H. salinarum on pakollinen aerobi, se pystyy selviytymään vähähappisissa olosuhteissa käyttämällä valoenergiaa. H. salinarum ilmentää bakteerirodopsiinia (kalvoproteiini) [10], joka toimii valo-aktiivisea protonipumppuna. Pumppu koostuu kahdesta osasta: bakterioopsiinista ja valoherkästä kofaktorista. Fotonin absorptiossa valoherkkä kofaktori muuttaa konformaatiotaan muuttaen myös bakterioopsiiniproteiinin konformaatiota, mikä ohjaa protonien kuljetusta. [11] Näin muodostunutta protonigradienttia voidaan sitten käyttää kemiallisen energian tuottamiseen ATP-syntaasin kautta.

Saadakseen happea H. salinarum tuottaa kaasurakkuloita, jotka mahdollistavat sen kellumisen veden pinnalle, jossa happitasot ovat korkeammat ja valoa on paremmin saatavilla. [12] Nämä vesikkelit ovat monimutkaisia rakenteita, jotka koostuvat proteiineista, joita koodaa vähintään 14 geeniä. [13] Kaasurakkuloita löydettiin ensimmäisen kerran H. salinarumista vuonna 1967. [14]

UV-suoja ja väri

Bakterioruberiini

H. salinarum altistuu suurille määrille UV- säteilyä, koska suola-altaissa in vähän suojaa auringolta. Kompensoidakseen vaurioita H. salinarumilla on kehittynyt DNA-korjausjärjestelmä. Genomi koodaa DNA-korjausentsyymejä, jotka ovat homologisia sekä bakteereilla että eukaryooteilla. [2] Tämän ansiosta H. salinarum pystyy korjaamaan DNA:n vaurioita nopeammin ja tehokkaammin kuin muut organismit, mikä tekee niistä UV-sietokykyisempiä verrattuna moniin muihin organismeihin.

Bakterioruberiinin on 50 hiilinen karotenoidi ( polyoli ) -pigmentti, joka on läsnä H. salinarum -bakteerin kalvossa, mikä antaa sille punaisen värin. Bakterioruberiinin ensisijainen tehtävä solussa on suojata UV-valon aiheuttamilta DNA- vaurioilta. [15] Bakterioruberiini suojaa DNA:ta toimimalla antioksidanttina sen sijaan, että se suoraan estäisi tai absorboisi UV-valoa. [16] Se suojaa solua UV-altistumisesta syntyneiltä reaktiivisilta happiradikaaleilta reagoimalla itse partikkelien kanssa. Tuotettu bakterioruberiiniradikaali on vähemmän reaktiivinen kuin alkuperäinen happiradikaali jolloin se todennäköisemmin reagoi toisen radikaalin kanssa, mikä johtaa radikaaliketjureaktion päättymiseen. [17]

H. salinarumin on havaittu olevan vastuussa joidenkin hypersuolaisten järvien, kuten Melbournen Westgate Parkissa sijaitsevan järven, kirkkaan vaaleanpunaisesta tai punaisesta ulkonäöstä; järven väri riippuu Dunaliella salina -levän ja H. salinariumin välisestä tasapainosta. [18] [19]. Tutkimukset Hillier-järvellä Länsi-Australiassa ovat osoittaneet, että eri bakteeri lajien synergia, erityisesti Salinibacter ruber, sekä levät ja muut tekijät aiheuttavat järvien vaaleanpunaisen värin. [20] [21] [22] [23] Tutkijat löysivät 10 halofiilistä bakteeri- ja arkki lajia sekä useita Dunaliella- levälajeja, joista lähes kaikki sisältävät vaaleanpunaista, punaista tai lohenväristä pigmenttiä. [22] [21]

Suoja ionisoivaa säteilyä ja kuivumista vastaan

H. salinarum on polyploidi [24] joka kestää erittäin hyvin ionisoivaa säteilyä ja kuivumista, mitkä olosuhteina yleensä aiheuttavat DNA:n kaksoisjuosteiden katkeamisen. [25] Vaurioituneet kromosomit regeneroidaan hyödyntämällä päällekkäisiä fragmentteja. Regeneraatiossa hyödynnetään DNA:n yksijuosteista sitoutumisproteiinia homologiseen rekombinaatioon. [26]

Perimä

Koko genomisekvenssi on saatavilla kahdelle H. salinarum -kannalle, NRC-1 [3] ja R1. [27] Halobacterium sp. NRC-1-genomi koostuu 2 571 010 emäsparista yhdessä suuressa kromosomissa ja kahdessa minikromosomissa. Genomi koodaa 2360 proteiinia. [3] Suuri kromosomi on GC-rikas (68 %), mikä lisää vakautta äärimmäisissä ympäristöissä. [28] Proteomivertailut osoittavat tämän halofiilin olevan arkeoni, jolla on yhtäläisyyksiä grampositiivisen Bacillus subtilis -bakteerin ja muiden bakteerien kanssa.

Malliorganismina

H. salinarum on helppo kasvattaa ja toimii malliorganismina monissa tutkimuksissa, samalla tavoin kuin E. coli. Se on ihanteellinen arkeonien genetiikan ja funktionaalisen genomiikan tutkimukseen.

Vanhin eristetty DNA

H. salinarumin läheisestä geneettisestä sukulaisesta peräisin olevan kapseloidun näytteen arvioidaan olevan 121 miljoonaa vuotta vanha. Materiaali oli eristetty jo aikaisemmin, mutta se oli niin samankaltainen nykyisen H. salinarumin kanssa, että tiedemiehet olivat vahingossa tunnistaneet ne kontaminoiduksi H. salinarum genomiksi. 

Viitteet

  1. ↑ Minegishi H, Echigo A, Shimane Y, Kamekura M, Tanasupawat S, Visessanguan W, Usami R (September 2012). "Halobacterium piscisalsi Yachai et al. 2008 is a later heterotypic synonym of Halobacterium salinarum Elazari-Volcani 1957". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 62 (Pt 9): 2160–2162. doi:10.1099/ijs.0.036905-0. PMID 22058320.
  2. ↑ a b c Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. doi:10.1511/2007.65.224.
  3. ↑ a b c d e Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:11016950. doi:10.1073/pnas.190337797. Bibcode:2000PNAS...9712176N. Viittausvirhe: Virheellinen <ref>-elementti; nimi ”Ng” on määritetty usean kerran eri sisällöillä
  4. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:1270419. doi:10.1016/S0021-9258(17)33647-5.
  5. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:10648507. doi:10.1128/jb.182.4.859-868.2000.
  6. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:3271061.
  7. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:27789699. doi:10.1093/nar/gkw978. http://isoelectricpointdb.org/54/UP000000554_64091_all_isoelectric_point_proteome_Halobacterium_salinarum_strain_ATCC_700922_JCM_11081_NRC_1_Halobacterium_halobium.html [{{{www}}} Artikkelin verkkoversio].
  8. ↑ Nicholls D. G.: Bioenergetics 2. San Diego: Academic Press, 1992. ISBN 9780125181242. Teoksen verkkoversio.
  9. ↑ Stryer: Biochemistry. New York – Basingstoke: W. H. Freeman and Company, 1995. ISBN 978-0716720096.
  10. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:4517939. doi:10.1073/pnas.70.10.2853. Bibcode:1973PNAS...70.2853O.
  11. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:19748347. doi:10.1016/j.str.2009.07.007.
  12. ↑ Oren, A., Ecology of extremely halophilic microorganisms, Vreeland, R.H., Hochstein, L.I., editors, The Biology of Halophilic Bacteria, CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida, 1993, p. 25–54.
  13. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:8177173. doi:10.1128/mmbr.58.1.94-144.1994.
  14. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:5602456. doi:10.1007/bf00406332.
  15. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:10196780. doi:10.1269/jrr.39.251. Bibcode:1998JRadR..39..251S.
  16. ↑ Ide, H., Takeshi, S., Hiroaki, T., Studies on the antioxidation activity of bacterioruberin, Urakami Found Mem, 1998, 6:127–33.
  17. ↑ Saito, T., Miyabe, Y., Ide, H., Yamamoto, O., Hydroxyl radical scavenging ability of bacterioruberin, Radiat Phys Chem, 1997, 50(3):267–9.
  18. ↑ Westgate Park’s Pink Lake ToMelbourne.com.au. 8 July 2018. Viitattu 23 January 2022.
  19. ↑ Pink Lake In The Fringe of CBD Pink Lake In The Fringe of CBD. Viitattu 23 January 2022. af
  20. ↑ Salleh: Why Australia has so many pink lakes and why some of them are losing their colour ABC News. 4 January 2022. Australian Broadcasting Corporation. Viitattu 21 January 2022.
  21. ↑ a b Here's the Real Reason Why Australia Has Bubblegum Pink Lakes Discovery. 24 December 2019. Viitattu 22 January 2022. Viittausvirhe: Virheellinen <ref>-elementti; nimi ”discovery” on määritetty usean kerran eri sisällöillä
  22. ↑ a b Why is Pink Lake on Middle Island, off the coast of Esperance, pink? Australia's Golden Outback. 18 January 2021. Viitattu 22 January 2022.
  23. ↑ Cassella: How an Australian lake turned bubble-gum pink Australian Geographic. 13 December 2016. Viitattu 22 January 2022.
  24. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:21265763. doi:10.1042/BST0390150.
  25. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:15844015. doi:10.1007/s00792-005-0437-4. https://hal-mnhn.archives-ouvertes.fr/mnhn-02862359/file/2005_Kottemann_Kish_NRC1%20physiological%20response%20to%20desiccation%20and%20gamma%20radiation.pdf [{{{www}}} Artikkelin verkkoversio].
  26. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:17903038. doi:10.1667/RR0935.1. Bibcode:2007RadR..168..507D.
  27. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:18313895. doi:10.1016/j.ygeno.2008.01.001.
  28. ↑ Virhe: Lehtiviitemallineessa julkaisuparametri on pakollinen. [ Ohje ], {{{Vuosi}}}. PubMed:13964964. doi:10.1016/s0022-2836(63)80079-0.
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Halobacterium_salinarum&oldid=21311578”