Галофильные микроорганизмы

Рис. 3.6. Трофические связи между микроорганизмами в галофильном циа бактериальном сообществе при анаэробном разложении осморегуляторных в ществ

Оказалось, что в галофильных микроорганизмах бактериородоп-сии выполняет роль светозависимого протонного насоса, создающего градиент ионов водорода энергия этого градиента используется клеткой для синтеза АТР (рис. 328). Другими словами, фотосинте-тическая машина галофильных бактерий представлена достаточно простой белковой системой, которая выполняет уникальную функцию бесхлорофильного фотосинтеза. [c.606]

Молекулярную основу этого различия следует искать в аминокислотном составе рибосомных белков у обычных и галофильных микроорганизмов. У обычных организмов, как прокариотов, так и эукариотов, белки рибосом носят выраженный основной характер. Напротив, рибосомные белки галофильных [c.126]

Рассмотрим особенности галофильных микроорганизмов, которые позволяют им существовать при высоких концентрациях [c.87]

III. Микроорганизмы, живущие в морях, обладают высокой приспособленностью к повышенной солености и осмотическому давлению. Особенно ярко это выражается у микроорганизмов соленых озер, называемых галофильными, они растут при содержании соли в. среде 13—25%. Обычные микроорганизмы не могут расти в субстратах, содержание соли в которых выше 1—3%. Этим пользуются для консервирования пищевых продуктов путем соления или создания высокой концентрации сахара, т. е, путем резкого повышения осмотического давления среды. [c.130]

Галофильные бактерии из прибрежных зон морей пока не настолько хорошо изучены, как они того заслуживают. Не только для познавательных целей, но и для рещения практических задач необходимо постоянно держать в поле зрения и морские бактерии. В настоящее время большое внимание уделяется микроорганизмам сточных вод и вопросам распада трудноразложимых веществ в таких водах. Сточные воды загрязнены не только органическими примесями, но и значительными количествами солей, в том числе сульфатов. Таким образом, в них создаются условия, сходные с условиями морских экосистем. Эти соображения относительно биологии сточных вод подчеркивают необходимость уделять больше внимания микробиологическим превращениям, происходящим в экосистемах морей. [c.505]

Концентрация растворенных веществ. В процессе эволюции микроорганизмы приспособились к различным концентрациям растворенных веществ в окружающей среде. Одно и то же вещество может по-разному влиять на жизнедеятельность микроорганизмов. В малых концентрациях оно может быть стимулятором развития микроорганизмов, а при повышении концентрации задерживать их рост и даже вызывать отмирание. Так, 2%-ный раствор хлорида натрия активизирует жизнедеятельность микроорганизмов, а при повышении концентрации до 5—10% вызывает их отмирание. В то же время существует ряд бактерий, которые приспособились к жизни в водах с концентрацией хлорида натрия до 25%. Такие микроорганизмы называются галофильными. Осмофильные дрожжи могут жить в насыщенном растворе сахара. Устойчивы к высокой концентрации солей и некоторые виды плесневых грибов. Постоянство определенного химического состава клеток микроорганизмов при изменении химического состава окружающей среды, например йри спуске сточных вод, обусловлено наличием в клетках механизмов регуляции солевого состава. Наличие таких саморегулирующихся систем обеспечивает сохранение жизнедеятельности микроорганизмов в водах с различным химическим составом. [c.222]

Численность и разнообразие микроорганизмов в экосистемах. В нормальных условиях в почве или в воде развивается большое число видов. Нормальными условиями мы считаем нейтральное значение pH, обилие питательных веществ и высокое содержание воды. Чем больше условия в экосистеме отклоняются от нормальных, т. е. чем более экстремальными будут химические и физические характеристики среды, тем меньше будет разнообразие видов, но зато выше численность особей, относящихся к одному и тому же виду. Такие взаимоотношения между числом видов и числом особей, с одной стороны, и степенью экстремальности условий-с другой, наблюдаются во многих экосистемах, например в горячих источниках, соленых озерах, кислых шахтных водах, в кишечнике и в сухих почвах. В экстремальных экосистемах преобладают те организмы, которые полностью приспособились к своему местообитанию и не растут, если соответствующий экстремальный фактор проявляется в меньшей степени. Это относится к крайне термофильным, психрофильным, галофильным, алкалифильным, осмофиль-ным и другим экстремофильным микроорганизмам. [c.504]

Лучше других к галофильным условиям приспособлялись микроорганизмы, окисляющие фенолы. Количество видов этой группы увеличилось с 4 до 8. Методами индуцированной селекции удается создать более продуктивные биоценозы галофильных бактерий-окислителей [21 ]. [c.139]

Нормирование содержания солей. Из числа видов микроорганизмов, составляющих биоценоз активного ила в начале опыта, к галофильным условиям приспособилось 50 видов, или более 80% (табл. 8.3). Общая плотность населения в конце опыта составляла 500 млн./мл, в том числе микрококков — 350 млн., бактерий — 100 млн., псевдомонад — 50 млн. на 1 мл активного ила. [c.203]

Многие горячие источники обладают повышенной кислотностью известны также и другие многочисленные места с низкими значениями pH. В некоторых из них, например в болотах и кислых рудничных водах, низкие величины pH обусловлены жизнедеятельностью микроорганизмов. Сушествуют также зоны со щелочными значениями pH, правда, они изучены менее детально, не исключено, что в них будут найдены весьма интересные микроорганизмы. Одной из причин возникновения высоких величин pH, обусловленных микробной активностью, служит разложение мочевины до аммиака. Уже давно известно (гл. 7), что многие микроорганизмы способны размножаться в интервале значений pH, в котором их внутриклеточные ферменты не функционируют. По-видимому, несмотря на то что pH окружающей среды молсет меняться, внутри своих клеток эти организмы поддерживают постоянную кислотность. В последние годы это предположение подтвердилось для ряда организмов, особенно для тех, которые существуют в условиях повышенной кислотности. Структуры на поверхности клеток у Таких организмов должны быть приспособлены к крайним значениям pH, что и было действительно показано для некоторых из них. Наружные слои клеток микроорганизмов, живущих в условиях повышенных температур и кислотности, отличаются, надо полагать, характерным химическим составом, который необходим им для того, чтобы выдерживать такие необычные условия. Некоторые организмы обладают жесткими мембранами с очень низким содержанием липидов в этом отношении, а также свойствами своих липидов их мембраны напоминают мембраны экстремально-галофильных бактерии. [c.15]

В солевых растворах с более высоким осмотическим давлением, чем внутри микробных клеток, эти клетки не могут жить (вода выходит из клетки наружу, клетка обезвоживается, и протопласт сжимается). Осмотическое давление бактериальной клетки достигает примерно 5—20 кгс/см в растворах с более высоким осмотическим давлением (например, в 15—20%-ном растворе Na l) рост бактерий и образование слизистого слоя затруднены. Галофильные микроорганизмы, для которых высокое осмотическое давление среды не является препятствием для развития, отичаются низким значением к . так, толерантные виды имеют к < 10, а факультативные и облигатные галофилы — даже <11. Это затрудняет биологическую очистку загрязненной морской воды. [c.67]

Необычна форма жизни галофильных микроорганизмов, рост их наблюдается даже в насыщенном растворе Na l. Ферменты [c.360]

В митохондриях все энергозависимые виды транспорта веществ поддерживаются энергией А -Н. В плазмалемме и тонопласте растений и грибов большинство процессов такого типа также происходит за счет А хН. Однако в плазмалемме животной клетки гораздо более типичны AixNa-зависимые транспортные системы, хотя в некоторых особых случаях движущей силой осмотической работы и служит А хН. Для бактерий описаны примеры всех перечисленных выше движущих сил, хотя А хН и АТФ используются наиболее часто. У морских и галофильных микроорганизмов вместо А хН служит с той же целью A xNa. У Е. соИ среди 16 систем транспорта аминокислот 8 переносчиков утилизируют АТФ, 5 переносчиков — A iH, одна— А хЫаидве системы — как A iH, так и A xNa (табл. 8). Та же бактерия накапливает глюкозу за счет энергии ФЕП, лактозу — за [c.145]

Основная проблема создания систем конверсии энергии биомассы в водород связана с превращением этих метаболитов в топливную форму. Для биотехнологии можно было бы воспользоваться и другими механизмами превращения энергии, вьывленными у микроорганизмов. Например, галофильная бактерия На1оЬас1епит каЬЫит способна использовать световую энергию, улавливаемую пурпурным пигментом (бактериородопсином), вмонтированным в мембрану клетки. Молекула пигмента состоит из одной поли-пептидной цепи, к которой прикреплена молекула ретиналя, являющегося светочувствительной частью пигмента. Под влиянием солнечного света изменяется конформация пигмента, приводящая к переносу ионов водорода (Н ) через мембрану. Пигмент является как бы протонным насосом. Молекулы бактериородопси-на располагаются в мембране триадами, и перекачивание протонов через мембрану обеспечивает градиент концентрации Н (АН ), вследствие чего они движутся к наружной стенке, у которой пространство подкисляется и возникает электрохимический градиент (Ац н)- [c.27]

Если на клетки микроорганизмов воздействуют слишком высокие концентрации веществ в растворе, может произойти плазмолиз— часть воды выйдет из клеток и протоплазма отойдет от клеточной стенки. Это явление можно наблюдать в микроскоп если, например, поместить дрожжевые клетки в каплю 2— 5%-ного раствора НаС1. Большинство бактерий легко переносят 0,5—3%-ную концентрацию солей, а галофильные микроорга низмы выдерживают даже 29%-ную концентрацию. Следует отметить, что по осмотической активности 20%)-ный раствор соли эквивалентен 60%-ному раствору сахара, т. е. поваренная соль осмотически в 3 раза активней. [c.54]

Микроорганизмы, участвующие в геохимических реакциях круговорота минеральных соединений серы, активно образуют сероводород при pH от 4,0 до 10,5 и при температурах от О до 75— 80 С. Известны также галофильные штаммы сульфатредуцирую-щих бактерий, развивающихся в 25—30%-ных растворах солей, и баротолерантные формы, образующие сероводород при повышенном гидростатическом давлении [123]. Десульфирующие бактерии могут существовать в анаэробных условиях на глубине до 11 км и при 100° С, Сероводород в верхних горизонтах земной коры (за исключением вулканических областей) возникает в результате главным образом жизнедеятельности бактерий. [c.10]

Клеточная стенка возникла на каком-то определенном этапе эволюции микроорганизмов. Принимая движение эволюции микроорганизмов в направлении универсализации организации и дифференциации клеточных структур у фагов и вирусов бактерий дрожжей мицелиальных грибов, отметим, что фаги и вирусы не способны синтезировать клеточную стенку. Архебактерии (мета-нообразуюш ие бактерии, облигатные галофильные бактерии и термоацидофильные бактерии) лишены пептидогликана, типичного для бактерий. Лишь отдельные виды из них содержат ацетилсаха-ра и L-аминокислоты вместо диаминопимелиновой кислоты, у них нет D-аминокислот. [c.16]

Тионовые бактерии, окисляющие серу в присутствии кислорода, относятся к роду Thioba illus. Это подвижные неспорообразующие микроорганизмы, представляющие собой одинаковые клетки размером от 0,5 до 1,5 мкм. Клетки движутся посредством одного полярного жгутика. Энергию для построения клеточного вещества эти бактерии получают при окислении серы, тиосульфатов и других серусодержащих соединений. Конечным продуктом окисления являются сульфаты и серная кислота, которая вызывает сильное снижение pH окружающей среды. Встречаются галофильные и термофильные виды, которые могут развиваться в высокоминерализованных водах (до 25% Na l) и при высоких температурах (до 80 °С). Они могут существовать даже в 10%-ной серной кислоте. Механизм окисления серы в серную кислоту полностью не выяснен. [c.58]

Регулировать особенности протекания процесса можно также путем разумного выбора катализатора. Сегодня большие усилия затрачиваются на выделение, изучение свойств и способов использования термофильных микроорганизмов и их ферментов во многих уже применяющи>[ся в промышленности био-катализируемых реакциях. Получаемые при этом преимущества определяются увеличением стабильности белков и их более высокой каталитической активностью. Модернизировать процессы можно и путем применения организмов, обитающих в экстремальных условиях (например, при низких pH или высоких концентрациях солей). Так, для производства органических кислот имеет смысл попытаться использовать ацидофильные гало-филы галофильные виды уже сейчас применяются при выработке полиолов (образование глицерола при участии Dunietta),. [c.186]

Для соления продукты помещают в 14-25%-ный раствор поваренной соли. В результате снижается содержание воды в продукте и подавляется рост микроорганизмов, вызывающих порчу. Способность к размножейию сохраняют в таких условиях лишь немногие галофильные бактерии. [c.212]

Сходство обмена веществ у галофильных и обычных микроорганизмов. Об успешном приспособлении галофилов к жизни в условиях крайне высокой солености свидетельствует то, что они обладают таким же (в функциональном отношении) метаболическим аппаратом, как и аналогичные негалофильные формы. У галофилов и негалофилов существуют одни и те же пути синтеза АТФ, одни и те же механизмы репликации генов и синтеза белков. Однако в основе такого функционального сходства должны лежать огромные биохимические различия между галофилами и негалофилами. Как мы уже подчеркивали в гл. 1, видимые черты сходства в физиологической функции часто существуют только благодаря тому, что биохимический аппарат, ответственный за эту функцию, специально приспособлен для работы при тех условиях внешней среды, в которых живут данные организмы. [c.126]

Кислый характер белков клеточной стенки и клеточных мембран у галофилов. Различия, характерные для аминокислотного состава рибосомных белков галофильных и обычных микроорганизмов, обнаружены и у других белков. Особенно демонстративно эти различия проявились при изучении белков клеточных стенок и мембран. Давно известно, что клеточная оболочка (состоящая из клеточной стенки и плазматической мембраны) у галофилов подвергается лизису, если содержание соли в среде уменьшить примерно до 5% (Na l). Вопреки естественному предположению этот лизис не обусловлен осмотическими эффектами. Высокие концентрации неионных растворенных веществ, например сахарозы, не предотвращают лизиса клеточной оболочки. Заинтересовавшись вопросом о причинах этого лизиса, Дж. Гиббонс и его сотрудники более 10 лет назад пришли к выводу, что клеточные стенки и мембраны сохраняют свою целостность благодаря слабым вторичным взаимодействиям и остаются интактнымп до тех пор, пока их отрицательные заряды блокированы высокими концентрациями Na+. Эта гипотеза по существу предсказывала, что в клеточной оболочке должны преобладать кислые белки. [c.128]

Нормирование содержания солей. Отдельные виды A tinomy es и No ardia приспосабливались к высокому содержанию солей в фе-нолсодержащих сточных водах. Из 48 видов мезофилов и термофилов, составляющих биоценоз активного ила в начале опыта, к галофильным условиям приспособилось 42 вида, т. е. -около 90% от первоначального населения биоценоза (табл. 7.3). Процент адаптации фенольных микроорганизмов к засолению стоков был наибо- [c.192]

Общую картину разложения мортмассы продуцентов аэробными деструкторами можно представить в виде части схемы экологических вакансий в цикле углерода. Функциональное разнообразие микроорганизмов при этом дополняется топическим разнообразием мест обитания каждому местообитанию соответствует свой набор организмов ацидофильных или алкалофильных, галофильных или обитателей ультрапресных вод. Основная масса принадлежит организмам нормальных мест обитания, в которых растительность дает больше органического вещества. Именно для них культуральные методы дали больше всего представителей (рис. 2.4). [c.39]

Среди экстремальных микроорганизмов особо следует отметить анаэробных гипертермофилов, которые представляют собой наиболее вероятных обитателей подземной гидросферы, в некоторых условиях оказавшихся вблизи поверхности. Среди них важны литотрофные организмы, использующие водород эндогенных реакций в нижележащих слоях на контакте подземной гидросферы с нагретыми изверженными породами. В соленых водах нефтяных месторождений Африки, по данным французских исследователей, важную группу составили галоанаэробы и галофильные сульфатредукторы. В нефтяных водах глубинных скважин Северного моря широко распространенными оказались термофильные железо-, марганец- и ни-тратвосстанавливающие организмы. В породах распространены ме- [c.175]

Галофильные бактерии На1оЬас1епит /1а1оЫит при определенных условиях синтезируют родопсиноподобный белок, который используется для создания био-электронных устройств (см. гл. П, 4). Основным- кинетическим параметром изменения биомассы микроорганизмов за счет усвоения ими питательных веществ является удельная скорость роста ц прирост биомассы на единицу биомассы в единицу времени [c.52]

Галофильные бактерии, а также ряд других организмов, живущих в условиях высокого содержания солей либо иных раст ворениых веществ, мы рассмотрим в гл. 8. Экстремальные галс филы занимают особое место среди микроорганизмов, сущест вующих в экстремальных условиях, поскольку они представляют собой пример полной (и внешней, и внутренней) адаптации к очень Высоким концентрациям солей, а также потому, что они [c.15]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология