Características, exemplos, aplicações

Os organismos acidófilos Eles são um tipo de microorganismos (procariontes ou eucariotos) capazes de reproduzir e viver em ambientes cujos valores de pH são inferiores a 3. De fato, o termo acidofílico vem do grego e significa "amante de ácido".

Esses ambientes podem vir de atividades vulcânicas com libertação de gases sulfurosos ou mistura de óxidos metálicos de minas de ferro. Além disso, eles podem ser o produto da atividade ou metabolismo dos próprios organismos, que acidificam seus próprios meios para poder sobreviver.

As águas ácidas do rio vermelho servem como um habitat para uma ampla variedade de microorganismos ácidos que lhe dão sua cor característica. Por Antonio de Mijas, Espanha [CC BY-SA 2.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/2.0)], da Wikimedia Commons.

Os organismos classificados nessa categoria também pertencem ao grande grupo de organismos extremófilos, uma vez que crescem em ambientes cujo pH é muito ácido. Onde a maioria das células não consegue sobreviver.

Além disso, é importante destacar que esse grupo de organizações é de grande importância do ponto de vista ecológico e econômico.

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Características gerais

Concorrência, predação, mutualismo e sinergia

A maioria dos organismos acidosfílicos cresce e vive em oxigênio. No entanto, existem testes acidosfílicos que podem ser desenvolvidos tanto na ausência quanto na presença de oxigênio.

Além disso, esses organismos estabelecem diferentes tipos de interações com outros organismos, como competência, predação, mutualismo e sinergia. Um exemplo, são culturas acidosfílicas mistas que têm maior crescimento e eficiência na oxidação de minerais de sulfeto do que as culturas individuais.

Acidez, um problema para resolver

Os acidófilos parecem compartilhar características estruturais e funcionais distintas que lhes permitem neutralizar a acidez. Isso inclui membranas celulares altamente impermeáveis, uma alta capacidade regulatória interna e sistemas de transporte exclusivos.

Como os acidófilos vivem em um ambiente em que a concentração de prótons é alta, eles desenvolveram sistemas de bombas responsáveis ​​por expulsar prótons no exterior. Essa estratégia torna o interior das bactérias um pH muito próximo ao neutro.

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Organismos acidosfílicos desenvolveram um sistema de bomba de prótons que lhes permite bombear prótons para fora e manter o pH intracelular próximo ao neutro. Por Philmacd [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)], da Wikimedia Commons.

No entanto, em minas com alto teor de ácido sulfúrico, foram encontrados microorganismos sem parede celular, indicando que, mesmo sem essa proteção, eles estão sujeitos a altas concentrações de prótons.

Por outro lado, devido às condições extremas às quais esse tipo de microorganismos é submetido, eles devem garantir que todas as suas proteínas sejam funcionais e não desnaturalizem.

Para fazer isso, as proteínas sintetizadas são de alto peso molecular, para que haja um número maior de ligações entre aminoácidos que os constituem. Dessa maneira, torna -se mais difícil para a quebra dos links e mais estabilidade é conferida à estrutura da proteína.

Alta impermeabilidade da membrana

Uma vez que os prótons entram no citoplasma, os organismos acidosfílicos precisam implementar métodos que lhes permitam aliviar os efeitos de um pH interno reduzido.

Para ajudar a manter o pH, os acidófilos têm uma membrana celular impermeável que limita a entrada de prótons no citoplasma. Isso ocorre porque a membrana dos acidófilos arqueanos é composta de outros lipídios aos encontrados em bactérias eucarióticas e membranas celulares.

Nos arcos, os fosfolipídios têm uma região hidrofóbica (isopenóide) e uma região polar constituída pelo esqueleto de glicerol e pelo grupo fosfato. De qualquer forma, o sindicato se deve a um link de éter, que gera maior resistência, especialmente a altas temperaturas.

Além disso, em alguns casos, os arcos não têm bicapas, mas o produto da união de duas cadeias hidrofóbicas forma uma monocamada onde a única molécula de dois grupos polares lhes dá maior resistência.

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Por outro lado, apesar do fato de os fosfolipídios que fazem.

Importância do Organismos acidosfílicos como modelo evolutivo

Os organismos acidófilos são de potencial importância na evolução, porque as condições baixas de pH e metal -rica em que crescem poderiam ter sido semelhantes às condições vulcânicas subaquáticas existentes na terra primitiva.

Portanto, os organismos acidófilos podem representar relíquias primordiais das quais a vida mais complexa evoluiu.

Além disso, porque os processos metabólicos poderiam ter se originado na superfície dos minerais de sulfeto, possivelmente a estruturação do DNA desses organismos poderia ter ocorrido em ácido ácido.

Regulação em organismos acidosfílicos

A regulação do pH é essencial para todos os organismos, por esse motivo, os acidófilos precisam ter um pH intracelular próximo ao neutro.

No entanto, os organismos acidosfílicos são capazes de tolerar gradientes de pH de várias ordens de magnitude, em comparação com os organismos que só crescem em pH próximo à neutralidade. Um exemplo é Thermoplasma acidophilum que é capaz de viver a pH 1,4, mantendo seu pH interno em 6.4.

O interessante sobre os organismos acidofílicos é que estes aproveitam esse gradiente de pH para produzir energia através de uma força motora de prótons.

Exemplos de microorganismos acidosfílicos

Os organismos acidófilos são distribuídos principalmente em bactérias e arcos e contribuem para numerosos ciclos biogeoquímicos, que incluem ciclos de ferro e enxofre.

Entre os primeiros que temos Ferroplasma agenteManus, que é um arquea capaz de crescer em ambientes de pH próximo a zero. Outros procariontes são Picrophilus oshimae e Picrophilus torridus, Eles também são termofílicos e crescem em crateras vulcânicas japonesas.

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Também temos alguns eucariotos acidosfílicos, como Cyanidyum Caldariuym, que é capaz de viver em pH próximo a zero, mantendo o interior da célula em um nível quase neutro.

Cilatio de acontium, Cephalosporium sp. e Trichosporon Cerebriae, Existem três eucariotos do reino dos fungos. Outros igualmente interessantes são Picrophilus oshimae e Picrophilus torridus.

Formulários

Lixiviação

Um papel importante dos microorganismos acidosfílicos envolve sua aplicação biotecnológica, especificamente na extração de metais minerais, que reduz consideravelmente os poluentes gerados pelos métodos químicos tradicionais (lixiviação).

Este processo é especialmente útil na mineração de cobre, onde, por exemplo Thobacillus sulfolobus Eles podem atuar como um catalisador e acelerar a velocidade de oxidação do sulfato de cobre que é formado durante a oxidação, ajudando a solubilização de metal.

Indústria alimentícia

Os organismos acidosfílicos têm enzimas de interesse industrial sendo uma fonte de enzimas estáveis ​​para ácidos com aplicações como lubrificantes.

Além disso, na indústria de alimentos, a produção de amilases e glucoamilasas é usada para processamento de amido, padaria, processamento de suco de frutas.

Além disso, eles são amplamente utilizados na produção de proteases e células usadas como componentes de alimentos de origem animal e no desenvolvimento de produtos farmacêuticos.

Referências

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