A Haloferax volcanii a Halobacteriaceae családba tartozó archea faj. Az archeák – ősbaktériumok – egysejtű, sejtmag nélküli prokarióta szervezetek.
Leírása 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.Oren, A. "The Order Halobacteriales." The Prokaryotes: A Handbook on the Biology of Bacteria. 3rd ed. New York: Springer. 2006. pp. 113-164. Elsődlegesen aerob, de képes anaerob légzésre anoxikus körülmények között.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. Tanulmányozták egy projekt részeként, ami a haloarchaeák túlélését vizsgálta a Marson.
Sejtszerkezet és anyagcsere Aszexuálisan, bináris hasadással szaporodik. Ez a gyakorlat hasonló más archeákéhoz. Nincs sejtfala. Egy H. volcanii sejt 1-3 mikrométer között képes változtatni az átmérőjét.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. 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 A genomja egy nagy multikópiás kromoszómából (4 Mb), és számos megaplazmidból áll. A genomot teljesen szekvenálták, és 2010-ben publikálták.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 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 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.Oren, A. "Population dynamics of halobacteria in the Dead Sea water column." Limnology and Oceanography. 1983. Volume 28, issue 6, pp. 1094-1103. 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.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. Jellemzően nyáron fordulnak elő magasabb számban halofilek, amikor a Holt-tenger sokkal melegebb, átlagosan 37 °C körüli, és így jobban elősegíti a bakteriális virágzást.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. 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 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.
DNS károsodás és javítás 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.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
Asztrobiológia 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.DasSarma, S. "Extreme Halophiles Are Models for Astrobiology." Microbe Magazine. 2006. Volume 1, No. 3, pp. 120-126.
Törzsfejlődés
Ökológia 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.See the NCBI webpage on Haloferax. Data extracted from the
Jegyzetek
Fordítás
További információk
Tudományos könyvek
Tudományos adatbázisok
Kategória:Archeafajok