Extremófilos [1] son la categoría de bacterias que pueden sobrevivir en condiciones extremas. Pueden ser termófilos, barófilos, acidófilos, alcalófilos, halófilos, etc.
Acidophiles y alkaliphiles son las bacterias que pueden vivir en pH extremo. Los acidófilos sobreviven y pueden proliferar a un pH muy bajo, mientras que los alcalófilos sobreviven a un pH muy alto.
Estas bacterias han desarrollado ciertos mecanismos que logran mantener su pH interno requerido para que las profecías biológicas lo mantengan. Los neutrófilos son la bacteria que sobrevive a pH neutro y no pueden resistir el cambio en el pH a los extremos. El ejemplo de neutrófilos es E. Coli [2].
El ejemplo de acidófilos es Sulfolobus acidocaldarius [3]. Lactobacillus es tolerante a los ácidos y puede mantener un pH ácido. Algunos otros acidófilos, incluido Ferroplasma [4], pueden sobrevivir a pH 0.
El ejemplo de álcalis es Bacillus alcolophilus [5].
Los acidófilos usan una variedad de mecanismos homeostáticos de pH que implican restringir la entrada de protones por la membrana citoplásmica y la purga de protones y sus efectos sobre el citoplasma [6].
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Hay varias maneras en que se mantiene el pH. Los siguientes son posibles mecanismos implicados en la homeostasis del pH en acidófilos.
(1) La membrana celular es altamente impermeable a los protones en el exterior. Por lo tanto, la tasa de filtración de protones en el interior se reduce. La impermeabilidad se debe a cambios en la composición lipídica de la bicapa.
(2) Los canales de membrana tienen un tamaño de poro muy pequeño. Además, las proteínas formadoras de canales del acidófilo pueden adaptarse al cambio en el pH; cambiando así su conformación para reducir o aumentar el tamaño.
(3) La célula puede inhibir la afluencia de protones formando un gradiente quimiiosmótico por un potencial de Donnan . El potencial de Donnan es generado por la molécula cargada positivamente dentro de la célula. Esto reduciría la afluencia de los protones con carga positiva dentro de las células.
(4) Las bombas de protones también están presentes en la bacteria que bombearía el exceso de protones fuera de la célula. Estos mantendrían el pH del citoplasma. Estas bombas se llaman proteínas de eflujo de protones.
(5) Chaperones : estas son las proteínas que evitarían el daño del ADN y las proteínas debido al bajo pH.
(6) Los sistemas de amortiguación como la descarboxilación de glutamato y arginina, los sistemas de tampón fosfato, etc. aseguran que incluso si el protón logra ingresar a la célula, el pH del citoplasma bacteriano no se altera.
(7) Degradación de ácidos orgánicos . Estos compuestos funcionan como desacopladores de la cadena respiratoria a pH bajo por difusión de la forma protonada en la célula seguida de la disociación de un protón. Por lo tanto, la mayoría de los acidófilos tienen la capacidad de degradar los ácidos orgánicos. Algunos genes como la propionil-CoA sintasa toman parte activa en la degradación de los ácidos orgánicos y los utilizan como fuente de combustible para obtener energía.
Referencias
- Baker-Austin, C. y Dopson, M., 2007. Vida en ácido: pH homeostasis en acidophiles. Tendencias en microbiología , 15 (4), pp.165-171.
- Hallberg, KB y Johnson, DB, 2003. Nuevos acidófilos aislados de aguas de drenaje de minas moderadamente ácidas. Hidrometalurgia , 71 (1-2), pp.139-148.
- Kroll, RG, 1990. Alcalofilos. Microbiología de ambientes extremos. McGraw-Hill, Nueva York, NY , pp.55-92.
- Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL y Johnson, TR, 2004. Microbiología: una introducción (Vol. 9). San Francisco, CA: Benjamin Cummings.
- Willey, JMS, Woolverton, L., Willey, CJJM, Sherwood, LM y Woolverton, CJ, 2009. Prescott, Harley y Klein, microbiología (No. Sirsi) i9788448168278
Notas a pie de página
[1] Extremophile – Wikipedia
[2] Neutrófilos – Wikipedia
[3] Sulfolobus acidocaldarius – Wikipedia
[4] Ferroplasma – Wikipedia
[5] Bacillus alcalophilus – Wikipedia
[6] Vida en ácido: pH homeostasis en acidophiles.
