Halobacterium

Halobacterium
Rendszertani besorolás
Domén:	Archaea;
Ország:	Euryarchaeota;
Törzs:	Euryarchaeota;
Osztály:	Halobacteria;
Rend:	Halobacteriales;
Család:	Halobacteriaceae;
Nemzetség:	Halobacterium;
Tudományos név
	''Halobacterium''; Elazari-Volcani 1957
Szinonimák
	Flavobacterium (subgen. Halobacterium) Elazari-Volcani 1940; Halobacter Anderson 1954; Halobacter; not "Halobacterium" Schoop 1935 (nomen nudum);
Fajok
	H. jilantaiense; H. noricense; H. salinarum; H. piscisalsi;
Hivatkozások
	Wikifajok A Wikifajok tartalmaz Halobacterium témájú rendszertani információt. Commons A Wikimédia Commons tartalmaz Halobacterium témájú kategóriát.

A Halobacterium a Halobacteriaceae családba tartozó archea nem.^[1]

Aerob anyagcseréjűek melynek szüksége van a környezet magas sókoncentrációjához mivel alacsony sókoncentrációnál nem működik sok fehérjéjük. Sejtfala jelentősen eltér a baktériumok sejtfalától. Pálcika vagy gömb alakúak és piros vagy lila színűek. Aminosavakkal nőnek aerob körülmények között. Bináris hasadással szaporodnak és mozgékonyak. A legjobban 42 °C-on nőnek. A Halobacterium NRC-1 genomja 2 571 010 bázispárt tartalmaz, egy nagy kromoszómából és két kisebb plazmidból áll áll: a nagy kromoszóma 2 014 239 bázispár; a két kisebb plazmidból az egyik 191 346 bázispár, a másik 365 425 bázispár hosszú. Fajai megtalálhatóak a Nagy-sóstóban, a Holt-tengerben, a Magadi-tóban, és a többi magas sókoncentrációjú vizekben. A lila Halobacterium fajok színüket a bakteriorodopszinnak köszönhetik ami egy fényérzékeny fehérje, és kémiai energiát termel, napfény használatával protonokat pumpál ki a sejtből. A keletkezett sejtmembránon átmenő proton gradienst használja az energiahordozó ATP szintézisének meghajtásához. Így mikor ezek a protonok visszaáramlanak ATP szintézisére használják őket (ez a proton áramlat képes versenyezni a sejten kívüli pH csökkenésével). A bakteriorodopszin kémiailag nagyon hasonlít a gerincesek retinájában megtalálható fényérzékelő pigmenthez a rodopszinhoz.

Halobacterium fajok

Halobacterium cutirubrum > Halobacterium salinarum
Halobacterium denitrificans > Haloferax denitrificans
Halobacterium distributum > Halorubrum distributum
Halobacterium halobium > Halobacterium salinarum
Halobacterium jilantaiense
Halobacterium lacusprofundi > Halorubrum lacusprofundi
Halobacterium mediterranei > Haloferax mediterranei
Halobacterium noricense
Halobacterium pharaonis > Natronomonas pharaonis
Halobacterium piscisalsi
Halobacterium saccharovorum > Halorubrum saccharovoru
Halobacterium salinarum
Halobacterium sodomense > Halorubrum sodomense
Halobacterium trapanicum > Halorubrum trapanicum
Halobacterium vallismortis > Haloarcula vallismortis
Halobacterium volcanii > Halobacterium volcanii

Leírása

A nem tagjai halofil mikroorganizmusok és extrém magas sótartalmú környezetben növekednek. Az eukarióta biológia egyes részeinek modelljéül is szolgálhat, például DNS-replikáció, transzkripció vagy transzláció. Összehasonlítva egy halofil genomot más prokariótákkal betekintést adhat a mikrobiális adaptációkhoz extrém körülmények között.

Pálcika alakúak. Az S-réteget egy kettős rétegű membrán lipid veszi körül ami sejtfelszíni glikoproteinből készül. Aminosavakkal nőnek aerob körülmények között. A citoplazmáját ozmotikus egyensúlyban tartja a hipersós környezetével, a sejtben magas kálium koncentráció van, ezt sok aktív transzporterrel tartja fent.

A nem sok faja tagja gáz vezikulumokkal rendelkezik.

Genom szerkezetük

A Halobacterium NRC-1 genomja 2571010 bázispárt tartalmaz, egy nagy kromoszómából és két kisebb plazmidból áll: a nagy kromoszóma 2014239 bázispár, a két kisebb plazmidból az egyik 191346 bázispár, a másik 365425 bázispár hosszú. Míg sokkal kisebbek mint a nagy kromoszóma, a két plazmid teszi ki a 91 inszerciós szekvencia nagy részét, és tartalmaz olyan géneket mint a DNS-polimeráz, a hét transzkripciós faktor, a kálium és foszfát felvevő gének, és sejtosztódás. A genom sok G+C párt tartalmaz, a nagy kromoszómán 67,9%-ot, és 57,9%, illetve 59,2% a két plazmidon. A genom 91 inszerciós szekvencia elemet tartalmaz, amik 12 családot alkotnak. 29 van a pNRC100 plazmidon, 40 a pNRC200 plazmidon, és 22 a nagy kromoszómán. Ez segít megmagyarázni a Halobacteriában megfigyelt genetikai plaszticitást.

Anyagcseréjük

Bár a Halobacterium NRC-1 tartalmaz glükóz lebontó géneket, és egy zsírsav oxidáció útvonal enzimjeinek génjeit, de úgy látszik nem képes használni ezeket energiaforrásokként.

Ökológia

Fajai megtalálhatóak a nagyon sós tavakban például a Nagy Sóstóban, a Holt-tengerben, a Magadi-tóban. A vízben a fényérzékeny pigmentje a bakteriorodopszin által lehet azonosítani, amely nem csak kémiai energiát ad neki, de vöröses árnyalatot is ad. Az optimális hőmérséklet a növekedéshez 37 °C-on volt megfigyelhető.

Egy érdekes megjegyzés a Halobacteria egy életforma jelölt a jelenlegi Marson. Egy túléléssel kapcsolatos probléma a Marson a destruktív ultraibolya fény. Ezek a mikroorganizmusok kifejlesztettek egy vékony sókérget, hogy mérsékeljék az ultraibolya fényt. A nátrium-klorid a leggyakoribb só, és a klorid sók átlátszatlanok a rövidhullámú ultraibolya fénynek. A fotoszintetikus pigmentjük a bakteriorodopszin átlátszatlan a hosszabb hullámhosszú ultraibolya fénynek (a vörös színnek). Emellett termelnek bakterioruberint úgy gondolják, hogy megvédje a sejteket az ultraibolya fény okozta károsodástól.Az akadály amit Halobacteriumnak szükséges hogy leküzdjön hogy képes legyen nőni alacsony hőmérsékleten feltehetően rövid időtartam alatt amikor egy vízmedence folyékony.

Rekombináció és a párosodás

A Halobacterium NRC-1 UV-sugárzása számos gén terméket indukál amik részt vesznek a homológ rekombinációban. Például egy homológja a rad51/recA génnek, ami egy kulcsszerepet játszik a rekombinációban, 7-szeresen indukált UV által. A homológ rekombináció megmentheti az elakadt replikációs villát és/vagy elősegíti a DNS-károsodás rekombinációs javítását. A természetes élőhelyén a homológ rekombináció valószínűleg a napfényben jelenlevő UV-sugárzás által indukált.

A Halobacterium volcaniinak van egy jellegzetes párosodási rendszere, amiben a sejtek között citoplazmatikus hidak jelennek meg hogy DNS-transzferhez használják őket egyik sejttől a másikig. A Halorubrum vad populációiban a genetikai csere és rekombináció gyakran fordul elő. Ez a csere a szexuális kölcsönhatás egy primitív formája lehet hasonló a jobban tanulmányozott bakteriális transzformációra ami szintén egy folyamata DNS átadásnak a sejtek között ami homológ rekombinációs DNS-károsodás javításhoz vezet.

Jegyzetek

↑ See the NCBI webpage on Halobacterium. Data extracted from the NCBI taxonomy resources. National Center for Biotechnology Information. (Hozzáférés: 2015. május 6.)

Források

Tudományos folyóiratok

DasSarma, S., B.R. Berquist, J.A. Coker, P. DasSarma, J.A. Müller. 2006. Post-genomics of the model haloarchaeon Halobacterium sp. NRC-1. Saline Systems 2:3. Archiválva 2011. október 2-i dátummal a Wayback Machine-ben
Judicial, Commission of the International Committee on Systematics of Prokaryotes: (2005. november 24.). „The nomenclatural types of the orders Acholeplasmatales, Halanaerobiales, Halobacteriales, Methanobacteriales, Methanococcales, Methanomicrobiales, Planctomycetales, Prochlorales, Sulfolobales, Thermococcales, Thermoproteales and Verrucomicrobiales are the genera Acholeplasma, Halanaerobium, Halobacterium, Methanobacterium, Methanococcus, Methanomicrobium, Planctomyces, Prochloron, Sulfolobus, Thermococcus, Thermoproteus and Verrucomicrobium, respectively. Opinion 79”. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 55 (Pt 1), 517–518. o. DOI:10.1099/ijs.0.63548-0. PMID 15653928.
Oren A, Ventosa A (2000. november 24.). „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.

Tudományos könyvek

DasSarma, S. 2004. Genome sequence of an extremely halophilic archaeon, in Microbial Genomes, pp. 383–399, C.M. Fraser, T. Read, and K.E. Nelson (eds.), Humana Press, Inc, Totowa, NJ.
Lynn Margulis, Karlene V.Schwartz, Five Kingdoms. An Illustrated Guide to the Phyla of Life on Earth (W.H.Freeman, San Francisco, 1982) pp. 36–37
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. november 24.)
Elazari-Volcani, B.szerk.: RS Breed, EGD Murray, and NR Smith, eds.: Genus XII. Halobacterium Elazari-Volcani, 1940, Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, 7th, Baltimore: The Williams & Wilkins Co., 207–212. o. (1957. november 24.)
Elazari-Volcani, B (1940. november 24.). „Studies on the microflora of the Dead Sea”, 1–116 and i–xiii. o, Kiadó: Doctoral dissertation, Hebrew University, Jerusalem.

Tudományos adatbázisok

További információk

PIJPER A (1953. november 24.). „Halobacterium halobium”. J Gen Microbiol 8 (1), viii. o. PMID 13035061.
BAYLEY ST, KUSHNER DJ (1964. november 24.). „THE RIBOSOMES OF THE EXTREMELY HALOPHILIC BACTERIUM, HALOBACTERIUM CUTIRUBRUM”. J Mol Biol 9 (3), 654–69. o. DOI:10.1016/S0022-2836(64)80173-X. PMID 14216609.
Oesterhelt D, Stoeckenius W (1974. november 24.). „Isolation of the cell membrane of Halobacterium halobium and its fractionation into red and purple membrane”. Methods Enzymol 31 (Pt A), 667–78. o. DOI:10.1016/0076-6879(74)31072-5. PMID 4418026.
Oesterhelt D, Stoeckenius W (1971. november 24.). „Rhodopsin-like protein from the purple membrane of Halobacterium halobium”. Nat New Biol 233 (39), 149–52. o. DOI:10.1038/233149b0. PMID 4940442.
Stoeckenius W, Bogomolni RA (1982. november 24.). „Bacteriorhodopsin and related pigments of halobacteria”. Annu Rev Biochem 51, 587–616. o. DOI:10.1146/annurev.bi.51.070182.003103. PMID 6287921.
Lozier RH, Bogomolni RA, Stoeckenius W (1975. november 24.). „Bacteriorhodopsin: a light-driven proton pump in Halobacterium Halobium”. Biophys J 15 (9), 955–62. o. DOI:10.1016/S0006-3495(75)85875-9. PMID 1182271. PMC 1334761.
Ng WV, Kennedy SP, Mahairas GG, Berquist B, Pan M, Shukla HD, Lasky SR, Baliga NS, Thorsson V, Sbrogna J, Swartzell S, Weir D, Hall J, Dahl TA, Welti R, Goo YA, Leithauser B, Keller K, Cruz R, Danson MJ, Hough DW, Maddocks DG, Jablonski PE, Krebs MP, Angevine CM, Dale H, Isenbarger TA, Peck RF, Pohlschroder M, Spudich JL, Jung KW, Alam M, Freitas T, Hou S, Daniels CJ, Dennis PP, Omer AD, Ebhardt H, Lowe TM, Liang P, Riley M, Hood L, DasSarma S (2000. november 24.). „Genome sequence of Halobacterium species NRC-1”. Proc Natl Acad Sci U S A 97 (22), 12176–81. o. DOI:10.1073/pnas.190337797. PMID 11016950. PMC 17314.

[1] See the NCBI webpage on Halobacterium. Data extracted from the NCBI taxonomy resources. National Center for Biotechnology Information. (Hozzáférés: 2015. május 6.)

[1]