Реферат на тему Mariprofundus ferrooxidans

Содержание:

Введение 2
1. Филогенетическое положение Mariprofundus ferrooxydans 3
2. Положение Mariprofundus ferrooxydans в природе 3
3. Общее описание и основные характеристики данного рода 4
4. Клетка и структура Mariprofundus ferrooxydans 5
5. Основные механизмы обмена веществ и преобразования энергии. Регуляция метаболизма 7
6. Важнейшие свойства и значение Mariprofundus ferrooxydans 12
7. Mariprofundus ferrooxydans и окружающая среда 13
Выводы. 15
Список литературы 16

Введение:

Mariprofundus ferrooxydans PV-1 предоставил первый геном недавно обнаруженного подразделения Zetaproteobacteria. Анализ генома показывает полный цикл TCA, способность зафиксировать CO 2, углерод-хранение белков и сахарная фосфотрансферазная система (ФТС). Последние могут способствовать переносу углеводов через клеточную мембрану и, возможно, способствовать формированию стебля-матрицы, состоящей из экзополимеров и/или экзополисахаридов, которая используется для хранения окисленных минералов железа вне клетки.
Гены двухкомпонентной сигнальной трансдукционной системы, включая гистидинкиназы, доменные гены GGDEF и регуляторы ответа, содержащие приемники типа CheY, распространены в большом количестве и широко распространены по всему геному. Большинство из них расположены в непосредственной близости от генов, необходимых для деления клеток, поглощения и транспорта фосфатов, секреции экзополимеров и тяжелых металлов, биосинтеза жгутиков и сборки ворсин, что свидетельствует о высокой степени регуляции этих функций.
Как и многие другие подвижные, микроаэрофильные бактерии, гены, кодирующие аэротаксис, а также антиоксидантные функции (например, супероксиддисмутазы и пероксидазы), как ожидается, чувствуют и реагируют на градиенты кислорода, как это было бы необходимо для поддержания клеточного редокс-баланса в специализированной среде обитания, где M. ferrooxydans обитает.
Актуальность заключается в том, что данный вид микроорганизмов можно использовать в качестве альтернативного вида топлива.
Цель работы: Изучить характерные особенности Mariprofundus ferrooxydans.

Заключение:

Так или иначе, все в этом мире работает на электричестве: большинство живых организмов потребляют в качестве «топлива» сахар, необходимый для электрохимических реакций. Но некоторые виды бактерий, в отличие от других форм жизни на Земле, берут энергию в чистом виде — они буквально питаются электронами. И они повсюду!
Биологам из Университета Южной Калифорнии удалось выявить бактерию Mariprofundus ferrooxydans PV-1, которая поглощает отрицательные частицы непосредственно с железных электродов, безо всякого сахара или других питательных веществ. Все просто: вставляете электрод в землю, пускаете по нему ток и собираете урожай микроорганизмов, которые приходят отведать электричества!
Вердикт таков — более восьми видов бактерий, в том числе с весьма выдающимися способностями, могут потреблять и выделять электроны. Например, сотни тысяч бактерий могут сплетаться в целую «гирлянду» длиной около одного дюйма и поглощать кислород из морской воды для энергии. Такие «нити» могут скреплять почву и выступать проводником электричества так же хорошо, как обычный медный провод!
Эти свойства можно интересно использовать на практике, создавая различные полезные устройства с автономным питанием, настоящие «биомашины» — например, «живые фильтры» для воды или целые сети «биопроводов» в почве. Наконец, это открытие позволило ученым убедиться в верности одного из основных принципов биологии: для выживания организму необходимо минимальное количество энергии.

Фрагмент текста работы:

1. Филогенетическое положение Mariprofundus ferrooxydans

Mariprofundus ferrooxydans-это нейтрофильная, хемолитотрофная, грамотрицательная бактерия, которая может расти путем окисления железа до железистого железа.[1] Это один из немногих представителей класса Zetaproteobacteria в phylum Proteobacteria.[2]
Domain: Bacteria
Phylum: Proteobacteria
Class: Zetaproteobacteria
Order: Mariprofundales
Family: Mariprofundaceae
Genus: Mariprofundus
Species: M. ferrooxydans
Binomial name
Mariprofundus ferrooxydans
2. Положение Mariprofundus ferrooxydans в природе

M. ferrooxydans лучше всего процветает при низких концентрациях кислорода и высоких концентрациях Fe (II), однако гидротермальная вентиляционная среда в Лойхи химически неоднородна и высокодинамична [4]. Таким образом, организм нуждается в хемотаксической системе, которая обеспечивает быстрое восприятие, сигнальную трансдукцию и клеточную реакцию для обеспечения гибкости и выживания в неоптимальных условиях. 9,35% всех CDSs в PV-1 предсказано для того, чтобы зашифровать регуляторные и сигнализируя протеины, преобладанные киназами гистидина (43 CDSs) с различными доменами функции, включая датчики PAS/PAC, GGDEF/EAL, и multisensors. К другим многочисленным функциональным генам относятся дигуанилатциклазы (15), белки сенсорной коробки (9) и (двухкомпонентные) транскрипционные регуляторы (19). Для сравнения, среди других известных нейтрофильных окислителей Fe (II) регуляторные и сигнальные гены составляют 10,61% (G. capsiferriformans) до 12,61% (S. lithotrophicus) всех ХДС, очень похожих на ПВ-1. В Тиомикроспире crunogena XCL-2, сульфидном окислителе, известном для заселения гидротермальных жерл, 9,5% всех ХДС выполняют эти функции, аналогичные штамму PV-1. Основная роль доменов PAS / PAC заключается в ощущении кислорода, окислительно-восстановительных процессов, малых лигандов и общего энергетического уровня клетки путем связывания окислительно-восстановительных процессов или чувствительных к кислороду лигандов, таких как гем и ФАД в цитозоле [6]. Считается, что домены PAS обеспечивают повышенную гибкость в адаптации к сложным окислительно-восстановительным средам [6]. Белки домена EAL/GGDEF катализируют гидролиз и синтез циклического дигуанилата, важной внутриклеточной сигнальной молекулы, которая у некоторых видов диктует переключение между прикрепленным и планктонным образом жизни через инициацию жгутиковой деградации и образование стебля [3]. Все эти белковые домены могут обеспечить преимущество, когда PV-1 отделяется от своего стебля и входит в свободную от стебля фазу до тех пор, пока он не начнет окисление Fe(II) и образование стебля в более подходящей окислительно-восстановительной среде. Интересно, что проект генома PV-1 содержит очень мало генов, кодирующих белок хемотаксиса (MCP), по сравнению с другими окислителями Fe(II), а также гидротермальными вентилями, населяющими организмы. Есть только три Chey-подобных белка приемника и один жевательный белок. Семейство генов MCP опосредует хемотаксис к разнообразным сигналам, реагируя на изменения концентрации аттрактантов и репеллентов в окружающей среде, изменяя поведение при плавании. Каждый ГЦН специфичен для конкретного питательного вещества или токсина, поэтому PV-1 не может требовать большого набора MCPs, если он следует простому автотрофному образу жизни.