Soorten bacteriën die leven in zure pH

Organismen die in omgevingen leven die de meeste dingen zouden schaden of doden, worden extremofielen genoemd. Wanneer die extreme omgeving een zeer lage pH heeft, meestal onder de drie, staan ​​ze bekend als acidofielen. Acidofiele bacteriën leven op verschillende plaatsen, van ventilatieopeningen op de bodem van de zee tot thermische kenmerken in Yellowstone voor de menselijke maag, en ze hebben allemaal aanpassingen om hen te helpen overleven onder barre, zure omstandigheden.

Helicobacter pylori is een bacteriesoort die wordt aangetroffen in de menselijke maag en verantwoordelijk is voor 80 tot 90 procent van de maagzweren (zie referentie 3). Het heeft de vorm van een schroef met verschillende flagellen die het helpen bewegen. De menselijke maag kan een pH hebben van slechts twee, zuur genoeg om eiwitten te denatureren, je voedsel te gaan verteren en de meeste bacteriën te doden. Helicobacter pylori is acidofiel, maar besteedt er liever geen energie aan om zichzelf te beschermen tegen de schadelijke effecten van zuur, dus brengt het veel van zijn tijd diep in maagslijm door. Wanneer het van plaats naar plaats moet gaan, isoleert het zichzelf met een beschermende bel van bufferoplossing die het zuur neutraliseert.

Thiobacillus acidophilus is een voorbeeld van een thermo-acidofiel, dat wil zeggen een bacterie die houdt van zowel extreem warme als extreem zure omgevingen. Het wordt gevonden in zure geiserbassins in Yellowstone National Park, evenals op andere plaatsen. Het is ook interessant omdat het in staat is tot fotosynthese, of zijn energie uit de zon haalt. Zoals de meeste acidofiele bacteriën, overleeft het door een zeer efficiënte protonpomp te gebruiken om te voorkomen dat te veel waterstofatomen binnendringen en de interne pH veranderen.

De meeste acidofiele bacteriën gebruiken aanpassingen om hun interne pH-neutraal te houden, zodat zuur niet denatureert hun eiwitten, maar Acetobacter aceti heeft zijn eiwitten aangepast zodat ze niet worden geschaad door zuur acid omgevingen. Een studie in toegepaste milieumicrobiologie vond meer dan 50 gespecialiseerde eiwitten die waren geëvolueerd om de bacterie te helpen omgaan met zure omstandigheden. Al deze aanpassingen zijn goed voor de mens, aangezien we deze soort al duizenden jaren gebruiken om azijnzuur of azijn te maken.

In de diepzee waar geen licht doordringt, spuwen thermische ventilatieopeningen op de zeebodem zuur en andere giftige stoffen. Deze ventilatieopeningen vormen de basis voor een ongelooflijk ecosysteem. Een mossel die tussen de thermische ventilatieopeningen leeft, heeft een symbiotische relatie met Oligotropha corboxydovorans. De mossel zorgt voor een thuis en de bacteriën verbruiken waterstof om voor beide energie te maken. Waterstofatomen maken systemen zuur en deze bacteriën hebben een manier gevonden om de waterstof te gebruiken en zichzelf in miniatuurbrandstofcellen te veranderen.