Caractéristiques, exemples, applications

Les organismes acidophiles Ils sont un type de micro-organismes (procaryotes ou eucaryotes) capables de reproduire et de vivre dans des environnements dont les valeurs de pH sont inférieures à 3. En fait, le terme acidophile provient du grec et signifie "amant acide".

Ces environnements peuvent provenir d'activités volcaniques avec libération des gaz sulfureux ou mélange d'oxydes métalliques des mines de fer. De plus, ils peuvent être le produit de l'activité ou du métabolisme des organismes eux-mêmes, qui acidifient leurs propres moyens pour pouvoir survivre.

Les eaux acides de la rivière Rouge servent d'habitat à une grande variété de micro-organismes acides qui lui donnent sa couleur caractéristique. Par Antonio de Mijas, Espagne [CC BY-SA 2.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 2.0)], de Wikimedia Commons.

Les organismes classés dans cette catégorie appartiennent également au grand groupe d'organismes extrémophiles, car ils se développent dans des environnements dont le pH est très acide. Où la plupart des cellules sont incapables de survivre.

De plus, il est important de souligner que ce groupe d'organisations est d'une grande importance du point de vue écologique et économique.

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Caractéristiques générales

Compétition, prédation, mutualisme et synergie

La plupart des organismes acidophiles se développent et vivent dans l'oxygène. Cependant, il existe des tests acidophiles qui peuvent être développés à la fois en l'absence et en présence d'oxygène.

De plus, ces organismes établissent différents types d'interactions avec d'autres organismes tels que la compétence, la prédation, le mutualisme et la synergie. Un exemple, sont des cultures acidophiles mixtes qui ont une plus grande croissance et efficacité dans l'oxydation des minéraux sulfurés que les cultures individuelles.

Acidité, un problème à résoudre

Les acidophiles semblent partager des caractéristiques structurelles et fonctionnelles distinctes qui leur permettent de neutraliser l'acidité. Il s'agit notamment des membranes cellulaires hautement imperméables, une capacité de régulation interne élevée et des systèmes de transport uniques.

Parce que les acidophiles vivent dans un environnement où la concentration de protons est élevée, ils ont développé des systèmes de pompe responsables d'expulser les protons à l'étranger. Cette stratégie fait de l'intérieur des bactéries un pH très proche du neutre.

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Les organismes acidophiles ont développé un système de pompe de protons qui leur permette de pomper des protons vers l'extérieur et de garder le pH intracellulaire près du neutre. Par philmacd [cc by-sa 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)], de Wikimedia Commons.

Cependant, dans les mines à forte teneur en acide sulfurique élevé, des micro-organismes sans paroi cellulaire ont été trouvés, indiquant que même sans cette protection, ils sont soumis à des concentrations élevées de protons.

D'un autre côté, en raison des conditions extrêmes auxquelles ce type de micro-organismes est soumis, ils doivent s'assurer que toutes leurs protéines sont fonctionnelles et ne dénaturalisent pas.

Pour ce faire, les protéines synthétisées sont un poids moléculaire élevé, de sorte qu'il existe un plus grand nombre de liens entre les acides aminés qui les constituent. De cette façon, il devient plus difficile pour la rupture des liens et une plus grande stabilité est conférée à la structure des protéines.

Imperméabilité élevée de la membrane

Une fois que les protons entrent dans le cytoplasme, les organismes acidophiles doivent mettre en œuvre des méthodes qui leur permettent de soulager les effets d'un pH interne réduit.

Pour aider à garder le pH, les acidophiles ont une membrane cellulaire étanche qui limite l'entrée de protons dans le cytoplasme. En effet.

Dans les arches, les phospholipides ont une région hydrophobe (isopénoïde) et une région polaire constituée par le squelette de glycérol et le groupe phosphate. Dans tous les cas, l'Union est due à un lien d'éther, ce qui génère une plus grande résistance.

De plus, dans certains cas, les arches n'ont pas de bicapas, mais le produit de l'union de deux chaînes hydrophobes forme une monocouche où la seule molécule de deux groupes polaires leur donne une plus grande résistance.

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D'un autre côté, malgré le fait que les phospholipides qui font.

Importance du les organismes acidophiles comme modèle évolutif

Les organismes acidophiles sont d'une importance potentielle dans l'évolution, car les conditions riches en pH et en métal dans lesquelles ils grandissent auraient pu être similaires aux conditions volcaniques sous-marines existant dans la Terre primitive.

Par conséquent, les organismes acidophiles pourraient représenter des reliques primordiales dont la vie la plus complexe a évolué.

De plus, parce que les processus métaboliques auraient pu provenir à la surface des minéraux sulfure.

Régulation des organismes acidophiles

La régulation du pH est essentielle pour tous les organismes, pour cette raison.

Cependant, les organismes acidophiles sont capables de tolérer les gradients de pH de plusieurs ordres de grandeur, par rapport aux organismes qui ne se développent qu'à la pH près de la neutralité. Un exemple est Thermoplasme acidophilum qui est capable de vivre à pH 1,4 tout en maintenant son pH interne à 6,4.

La chose intéressante à propos des organismes acidophiles est que ceux-ci profitent de ce gradient de pH pour produire de l'énergie à travers une force motrice de protons.

Exemples de micro-organismes acidophiles

Les organismes acidophiles sont principalement distribués dans des bactéries et des arches et contribuent à de nombreux cycles biogéochimiques, qui comprennent les cycles de fer et de soufre.

Parmi les premiers que nous avons Ferroplasma Agentarmanus, qui est une archéa capable de croître dans des environnements de pH proches de zéro. D'autres procaryotes sont Picrophilus osshimae et Picrophilus torridus, Ils sont également thermophiles et poussent dans des cratères volcaniques japonais.

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Nous avons également des eucaryotes acidophiles tels que Cyanidyum caldariUym, qui est capable de vivre à pH près de zéro, en gardant l'intérieur de la cellule à un niveau presque neutre.

Acontium cylatium, Cephalosporium sp. et Trichosporon cerebriae, Il y a trois eucaryotes du royaume des champignons. D'autres tout aussi intéressants sont Picrophilus osshimae et Picrophilus torridus.

Applications

Lixiviation

Un rôle important des micro-organismes acidophiles implique son application biotechnologique, en particulier dans l'extraction des métaux minéraux, qui réduit considérablement les polluants générés par des méthodes chimiques traditionnelles (lixiviation).

Ce processus est particulièrement utile dans l'exploitation de cuivre, où par exemple Thobacillus sulfolobus Ils peuvent agir comme un catalyseur et accélérer la vitesse d'oxydation du sulfate de cuivre qui se forme pendant l'oxydation, aidant la solubilisation en métal.

Industrie alimentaire

Les organismes acidophiles ont des enzymes d'intérêt industriel étant une source d'enzymes stables aux acides avec des applications telles que les lubrifiants.

De plus, dans l'industrie alimentaire, la production d'amylases et de glucoamilasas est utilisée pour la transformation de l'amidon, la boulangerie, la transformation des jus de fruits.

De plus, ils sont largement utilisés dans la production de protéases et de cellules qui sont utilisées comme composants d'aliments pour animaux et dans le développement de produits pharmaceutiques.

Les références

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