Кіріспе
Тұзды төзімді археялар класы Haloarchaea (халофильді археялар, халофильді архебактериялар, халобактериялар) - тұзбен қаныққан немесе қаныққан суда кездесетін Euryarchaeota археялық филумының астындағы прокариотты организмдер класы. Галобактериялар қазір бактериялар емес, археялар ретінде танылады және ең үлкен топтардың бірі болып табылады. Архея доменінің бар екендігіне көз жеткізгенге дейін осы организмдер тобына "галобактерия" атауы берілген және таксономиялық ережелерге сәйкес жарамды болған кезде жаңартылуы керек. Галофильді археяларды галофильді бактериялардан ажырату үшін галоархея деп атайды. Бұл микроорганизмдер галофильді организмдердің қатарында, олардың өсуі үшін тұздың жоғары концентрациясы қажет, ал көптеген түрлер өсуі мен тіршілік етуі үшін 2,0 М NaCl-ден астам талап етеді. Олар эфирмен байланысқан липидтердің болуымен және олардың жасуша қабырғаларында муреиннің болмауымен ерекшеленетін Археяның ерекше эволюциялық саласы болып табылады. Галоархеялар аэробты немесе анаэробты түрде өсе алады. Галоархеяның мембраналарының бөліктері қызғылт түсті, ал галоархеяның ірі гүлдері қызғылт түсті, бұл пигмент бактериородопсиннен, ол желке қуысының пигменті родопсинге байланысты, ол жарық энергиясын хлорофиллге негізделген фотосинтезге қатысы жоқ процесс арқылы химиялық энергияға айналдырады. Галоархеялар фосфорды еріту қабілетіне ие. Фосфорды ерітетін галофильді археялар гиперсольді топырақта өсетін өсімдіктерге Ф (фосфор) қоректенуінде рөл атқарады. Галоархея гиперсольді аймақтарда өсетін дақылдарға инкулятор ретінде де қолданылуы мүмкін.
Haloarchaea (halophilic archaea, halophilic archaebacteria, halobacteria) are a class of prokaryotic organisms under the archaeal phylum Euryarchaeota, found in water saturated or nearly saturated with salt. Halobacteria are now recognized as archaea rather than bacteria and are one of the largest groups. The name 'halobacteria' was assigned to this group of organisms before the existence of the domain Archaea was realized, and while valid according to taxonomic rules, should be updated. Halophilic archaea are generally referred to as haloarchaea to distinguish them from halophilic bacteria. These microorganisms are among the halophile organisms, that they require high salt concentrations to grow, with most species requiring more than 2.0M NaCl for growth and survival. They are a distinct evolutionary branch of the Archaea distinguished by the possession of ether linked lipids and the absence of murein in their cell walls. Haloarchaea can grow aerobically or anaerobically. Parts of the membranes of haloarchaea are purplish in color, and large blooms of haloarchaea appear reddish, from the pigment bacteriorhodopsin, related to the retinal pigment rhodopsin, which it uses to transform light energy into chemical energy by a process unrelated to chlorophyll based photosynthesis. Haloarchaea have a potential to solubilize phosphorus. Phosphorus solubilizing halophilic archaea may well play a role in P (phosphorus) nutrition to vegetation growing in hypersaline soils. Haloarchaea may also have applications as inoculants for crops growing in hypersaline regions.
Молекулалық белгілер
Haloarchaea класының мүшелерінің геномдық тізбектерінің егжей-тегжейлі филогенетикалық және салыстырмалы талдауы осы класты Halobacteriales, Haloferacales және Natrialbales деп аталатын үш тәртіпке бөлуге әкелді, оларды бір-бірінен және басқа барлық археялар / бактериялардан сақталған қолтаңбалар деп аталатын молекулалық қолтаңбалар арқылы сенімді түрде ажыратуға болады. Алайда, Haloarchaea қаныққанға дейін өсе алады (шамамен 37% тұздар). РН нейтральді немесе базалық және температура 45°С болғанда да оптималды өсім болады. Кейбір галоархеялар температура 50°C-тан жоғары болғанда да өсе алады. Пигментация қышқылтек деңгейі төмен болған кезде қызыл пигментті АТФ-ның артуына байланысты күшейеді. Кейбірінің тіпті 250 миллион жыл бұрынғылары да бар. Галоархея тұздылығы жоғары суды тазарту үшін де қолданылады. Бұл оның қоректік заттардың жоғары деңгейіне және ауыр металдарға төзімділігіне байланысты. Ерітінділердің саны микробтарға осмостық стресс тудырады, бұл жеткілікті мөлшерде тепе-теңдік болмаған кезде жасуша лизисін, белоктардың ашылуын және ферменттердің белсенділігін жоғалтуын тудырады. Галоархеялар бұл жағдайға қарсы күрес үшін ұяшық ішіндегі кеңістікте калий хлориді (KCl) сияқты үйлесімді ерігіштерді ұстап тұрады. Бұл тұздарды ұстап тұруды "ұздың" әдісі деп атайды, онда жасуша калийдің жоғары ішкі концентрациясын жинақтайды. Калийдің жоғары деңгейі салдарынан галоархеяларда калийдің жоғары концентрациясына төзімділік таныту үшін жоғары теріс беттік заряды бар арнайы белоктар бар. Галоархеялар глицеринді катаболикалық процестерде көміртек пен энергия көзі ретінде пайдалануға бейімделген, бұл көбінесе глицеринді көп мөлшерде өндіретін Dunaliella түрлерінің арқасында тұз көп ортада кездеседі. Ретинаның протеиндерінің ерте эволюциясы қызғылт түсті Жер гипотезасы ретінде ұсынылды. Жақында галоархеялар жер атмосферасына 36 км (шамамен 22 миль) жоғары шарыққа жіберілді. Жоғарыға жіберілген екі түрі суық температура мен жоғары радиациялық деңгейге төтеп бере алды. Бұл Марста галофилдер болуы мүмкін деген теорияны одан әрі кеңейтеді.
Медициналық қолдану
Галоархеяның кейбір түрлері каротиноидтар өндіреді, оларды әдетте химиялық заттар арқылы синтездеу керек. Галоархеялар оны табиғи жолмен өндірсе, қазір медицинада каротиноидтарды синтездеудің табиғи тәсілі бар. Галоархеялар дәрілік компаниялардың каротиноидтарға деген жоғары сұранысын қанағаттандыруға көмектеседі деп ұсынылды, өйткені оны зертханада өсіру оңай. Галоархеядағы гендерді, сондай-ақ, фармацевтикалық компаниялардың қажеттіліктерін қанағаттандыруға көмектесетін, каротиноидтардың әртүрлі желілерін өндіру үшін манипуляциялау мүмкін.
Климаттың өзгеруі
Галоархеяның кейбір түрлерін биологиялық ыдырайтын пластиктер жасауға қолдануға болады, бұл пластикалық ластануды азайтуға көмектеседі. Белгілі бір жағдайларда галоархеялар полигидроксиалканотты (ПГА), полигидроксибутиратты (ПГБ) және полигидроксиваленратты (ПГВ) өндіре алады. Бұл биопластиктерді ірі көлемде өндіру үшін галоархеялар арзан бағаға, тез өсіп-өнуге және олар ұнататын тұзды ортаға байланысты аймақты стерильдеудің қажеті жоқ болғандықтан артықшылыққа ие. Сонымен қатар, олар биопластмасса үшін таза нұсқа болып табылады, өйткені олар жасуша лизі үшін химиялық заттар қажет етпейді және процестің қайта өңдеу мүмкіндігі жоғары. Белгілі бір галоархея түрлері де азотсыздандыру қасиеттерін танытады. Егер галоархеялар толық денитрификатор болса, онда олар осы аймақтарды нитрат пен нитритпен буферлеу арқылы тұзды батпақ пен басқа тұзды ортаға көмектесе алады. Бұл жануарлардың әртүрлілігіне және су жолдарындағы ластануды азайтуға көмектеседі. Алайда зертханада сынақтан өткенде, галоархеялардың ішінара денитрификатор екені анықталды. Бұл дегеніміз, егер галоархеялар нитрит пен нитраттың көп мөлшерін қамтитын аумақтарды өңдеу үшін пайдаланылса, олар азотты ластануға ықпал етіп, озон қабатының құлдырауына себепші болып, климаттың өзгеруіне ықпал етуі мүмкін. Атмосфералық азотқа азот ластануды азайтатын галоархеяның жалғыз түрі Haloferax mediterranei болды. Бұл галоархеяның азотты ластануға ықпал етуі мүмкін екенін және тұздылығы жоғары жерлерде нитрат пен нитритті азайтуға қолайлы шешім емес екенін көрсетеді.