Haloferax volcanii

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
Infobox info icon.svg
Haloferax volcanii
Haloferax volcanii.png
Rendszertani besorolás
Domén: Archaea
Törzs: Euryarchaeota
Osztály: Halobacteria
Rend: Halobacteriales
Család: Halobacteriaceae
Nemzetség: Haloferax
Faj: H. volcanii
Tudományos név
Haloferax volcanii
(Mullakhanbhai and Larsen 1975) Torreblanca et al. 1986
Szinonimák

Halobacterium volcanii

Hivatkozások
Wikifajok

A Wikifajok tartalmaz Haloferax volcanii témájú rendszertani információt.

A Haloferax volcanii a Halobacteriaceae családba tartozó archea faj. Az archeák – ősbaktériumok – egysejtű, sejtmag nélküli prokarióta szervezetek.

Leírása[szerkesztés]

Halofil faj, mezofil, magas sótartalmú környezetekben izolálták, leggyakrabban a Holt-tengerből, a Nagy Sóstóból, és óceáni környezetekből magas nátrium-klorid koncentrációval. Kemoorganotróf, metabolizál cukrokat szénforrásként.[1] Elsődlegesen aerob, de képes anaerob légzésre anoxikus körülmények között.[2] Tanulmányozták egy projekt részeként, ami a haloarchaeák túlélését vizsgálta a Marson.

Sejtszerkezet és anyagcsere[szerkesztés]

Aszexuálisan, bináris hasadással szaporodik. Ez a gyakorlat hasonló más archeákéhoz. Nincs sejtfala. Egy H. volcanii sejt 1-3 mikrométer között képes változtatni az átmérőjét.[3] Némileg pleomorf, több alakja is van, például gömbölyű. A membránjai tipikus étertartalmú membránlipidekből készülnek, ami kizárólag az archeák között található meg, a membránja továbbá tartalmaz magas szinten karotinoidokat, például likopint, ami jellegzetes piros színt ad neki. Hogy fenntartsa az ozmosztázist, magas szinten tartja a káliumionokat a sejtben, hogy egyensúlyban legyen a sejten kívüli nátriumionokkal. Emiatt egy komplex ion szabályozó rendszere van, és kemoautotróf. Légzése az egyetlen ATP-forrása, a Halobacteriacae család számos más tagjával, például a Halobacterium salinarummal ellentétben képtelen a fotofoszforilációra, mivel nincs bakterioruberinje.

Genom szerkezete[szerkesztés]

A genomja egy nagy multikópiás kromoszómából (4 Mb), és számos megaplazmidból áll. A genomot teljesen szekvenálták, és 2010-ben publikálták.[4] A molekuláris biológiában behatóan tanulmányozták, hogy többet tudjanak meg a DNS-replikációról, DNS-javításról és az RNS-szintézisről. Az ezekben a folyamatokban használt archeális fehérjék nagyban hasonlítanak az eukarióta fehérjékhez, és így elsősorban modellrendszerként tanulmányozták ezeket az organizmusokat. A H. volcanii horizontális géntranszfert alkalmaz a "párosodási"-sejtfúzió során.

Holt-tenger[szerkesztés]

A Holt-tenger nagyon magas koncentrációban tartalmaz nátrium-, magnézium-, és kalciumsókat. Ez a kombináció teszi a tengert ideális környezetté az extremofileknek, mint a H.volcanii.[5] A Holt-tenger egy változatos mikroorganizmus közösségnek nyújt élőhelyet, bár a helyszíni tesztek szerint a H.volcaniinek volt a legnagyobb számbeli jelenléte a közösségen belül.[6] Jellemzően nyáron fordulnak elő magasabb számban halofilek, amikor a Holt-tenger sokkal melegebb, átlagosan 37 °C körüli, és így jobban elősegíti a bakteriális virágzást.[7] Sajnos a Holt-tenger egyre kevésbé ideális élőhelye a H. volcaniinak és a hozzá hasonló extremofileknek, köszönhetően az egyre nagyobb sótartalomnak, amit természeti tényezők, illetve az emberi tevékenység okoz.

Rekombináció[szerkesztés]

A Haloferax mediterranei sejtjei és a rokon faj Haloferax volcanii sejtjei képesek genetikai cserére két azonos fajba tartozó sejt között, mely során sejtfúzió jön létre, heterodiploid sejtet eredményezve (amely két különböző kromoszómát tartalmaz). Bár ez a genetikai csere általában két azonos fajba tartozó sejt között fordul elő, de előfordulhat alacsonyabb gyakorisággal egy H. mediterranei és egy H. volcanii sejt között is. A cserefolyamat alatt egy diploid sejt keletkezik, ami tartalmazza mindkét szülői sejt teljes genetikai anyagát, és a genetikai rekombinációt megkönnyíti. A két faj átlagos nukleotidszekvenciája 86,6%-ban azonos.[8]

DNS károsodás és javítás[szerkesztés]

A prokariótákban a DNS genom egy dinamikus szerkezetben szerveződik, a nukleoid be van ágyazva a citoplazmába. Stressznek való kitettség károsítja a DNS-t, ami a nukleoid tömörödését és átszerveződését okozza. A tömörödés függ a Mre11-Rad50 fehérjekomplextől. Egy javaslat szerint a nukleoid tömörödés része a DNS-károsodásra adott reakciónak, hogy gyorsítja a sejt regenerálódását azzal, hogy segíti a DNS-javító fehérjéket a célok helyének megállapításában, és megkönnyíti az intakt DNS-szekvenciák kutatását homológ rekombináció alatt.[9]

Asztrobiológia[szerkesztés]

A körülmények, ahol képes túlélni (magas sótartalom és nagy sugárzás) nagyon hasonlóak a Mars felszínén talált körülményekre. Következésképpen jelenleg is használják tesztelésre, hogy megismerjék a földi extremofilek túlélési képességeit a Marson. A haladás ezen a területen a földönkívüli élet lehetőségének és idővonalának nagyobb megértéséhez vezethet.[10]

Törzsfejlődés[11][szerkesztés]



Haloferax elongans



Haloferax larsenii





Haloferax sulfurifontis




Haloferax mucosum




Haloferax prahovense





Haloferax gibbonsii



Haloferax lucentensis





Haloferax denitrificans




Haloferax volcanii




Haloferax alexandrinus









Ökológia[szerkesztés]

Általában magas sótartalmú vízi környezetben találták meg, például a Holt-tengerben. Pontos szerepe az ökoszisztémában bizonytalan, de szénhidrátokat tartalmaz belül ami, potenciálisan számos gyakorlati haszonnal szolgál. A biotechnológiai fejlődésben is fontos szerepe lehet. Valószínű hogy a Haloferax volcanii és a hasonló fajok a legkorábbi élő szervezetek közé sorolhatóak be, ezért információt nyújthatnak a kapcsolatos genetikáról és evolúcióról.[12]

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. Oren, A. "The Order Halobacteriales." The Prokaryotes: A Handbook on the Biology of Bacteria. 3rd ed. New York: Springer. 2006. pp. 113-164.
  2. Zaigler, A., Schuster, S.C., and Soppa, J. "Construction and usage of a onefold-coverage shotgun DNA microarray to characterize the metabolism of the archaeon Haloferax volcanii." Molecular Microbiology. 2003. Volume 48, Issue 4, pp. 1089–1105.
  3. Garrity, G.M., Castenholz, R.W., and Boone, D.R. (Eds.) Bergey's Manual of Systemic Bacteriology, Volume One: The Archaea and the Deeply Branching and Phototrophic Bacteria. 2nd ed. New York: Springer. 2001. p. 316.
  4. Hartman AL, Norais C, Badger JH, Delmas S, Haldenby S, Madupu R, Robinson J, Khouri H, Ren Q, Lowe TM, Maupin-Furlow J, Pohlschroder M, Daniels C, Pfeiffer F, Allers T, Eisen JA. 2010. The complete genome sequence of Haloferax volcanii DS2, a model archaeon. PLoS ONE 5(3): e9605. PMID 20333302
  5. Oren, A. "Population dynamics of halobacteria in the Dead Sea water column." Limnology and Oceanography. 1983. Volume 28, issue 6, pp. 1094-1103.
  6. MULLAKIIANBIIAI, M. F., AND H. LARSEN. 1975. Halobacterium volcanii spec. nov., a Dead Sea halobacterium with a modcrate salt requirement. Arch. Mikrobiol. 104: 207-214.
  7. NEEV, D., ANI) K. 0. EMERY. 1967. The Dead Sea- Depositional processes and environments of evaporites. State of Israel-Min. Develop.-Gcol. Surv. Bull. 41.
  8. Naor A, Lapierre P, Mevarech M, Papke RT, Gophna U (2012. augusztus 1.). „Low species barriers in halophilic archaea and the formation of recombinant hybrids”. Curr. Biol. 22 (15), 1444–8. o. DOI:10.1016/j.cub.2012.05.056. PMID 22748314.  
  9. Delmas S, Duggin IG, Allers T. (2013). DNA damage induces nucleoid compaction via the Mre11-Rad50 complex in the archaeon Haloferax volcanii. Mol Microbiol 87(1):168-79. doi: 10.1111/mmi.12091. PMID 23145964
  10. DasSarma, S. "Extreme Halophiles Are Models for Astrobiology." Microbe Magazine. 2006. Volume 1, No. 3, pp. 120-126.
  11. (2012. október 3.) „Poly-3-hydroxybutyrate-producing extreme halophilic archaeon: Haloferax sp. MA10 isolated from Çamaltı Saltern, İzmir”. Turk J Biol 36, 303–312. o.  
  12. See the NCBI webpage on Haloferax. Data extracted from the NCBI taxonomy resources. National Center for Biotechnology Information. (Hozzáférés: 2007. március 19.)

Fordítás[szerkesztés]

  • Ez a szócikk részben vagy egészben a Haloferax volcanii című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

További információk[szerkesztés]

  • (2014. június 1.) „The LonB protease controls membrane lipids composition and is essential for viability in the extremophilic haloarchaeon Haloferax volcanii”. Environmental Microbiology 16 (6, Sp. Iss. SI), 1779–1792. o. DOI:10.1111/1462-2920.12385. (Hozzáférés ideje: 2014. november 11.)  
  • (2014. augusztus 14.) „Biofilms formed by the archaeon Haloferax volcanii exhibit cellular differentiation and social motility, and facilitate horizontal gene transfer”. BMC Biology 12, 65. o. DOI:10.1186/s12915-014-0065-5. (Hozzáférés ideje: 2014. november 9.)  
  • Oren A, Ventosa A (2000. október 3.). „International Committee on Systematic Bacteriology Subcommittee on the taxonomy of Halobacteriaceae. Minutes of the meetings, 16 August 1999, Sydney, Australia”. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 50, 1405–1407. o. PMID 10843089.  
  • (2014. április 18.) „A Rhomboid Protease Gene Deletion Affects a Novel Oligosaccharide N-Linked to the S-layer Glycoprotein of Haloferax volcanii”. Journal of Biological Chemistry 16 (289), 11304–11317. o. DOI:10.1074/jbc.M113.546531. (Hozzáférés ideje: 2014. november 13.)  
  • Torreblanca M, Rodriquez-Valera F, Juez G, Ventosa A, Kamekura M, Kates M (1986. október 3.). „Classification of non-alkaliphilic halobacteria based on numerical taxonomy and polar lipid composition, and description of Haloarcula gen. nov. and Haloferax gen.nov”. Syst. Appl. Microbiol. 8, 89–99. o. DOI:10.1016/s0723-2020(86)80155-2.  

Tudományos könyvek[szerkesztés]

  • Gibbons, NE.szerk.: RE Buchanan and NE Gibbons, eds.: Family V. Halobacteriaceae fam. nov., Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, 8th, Baltimore: The Williams & Wilkins Co. (1974. október 3.). ISBN 0-683-01117-0 

Tudományos adatbázisok[szerkesztés]