Em formação

Os vírus podem sobreviver a uma solução de sal super saturada?


Como sabemos, há menos evidências de atividade biológica em Mar Morto (Lago cheio de água salgada).

Além disso, nossas células sanguíneas não sobrevivem em muita água salgada, pois encolhem e morrem.

Então, eu estava pensando se os vírus sobreviveriam a uma água salgada super saturada.

E se eles sobrevivem, então o que os está fazendo sobreviver e dando-lhes a capacidade de tolerância?

E se eles forem mortos, como são mortos?


Este problema foi estudado na inativação de vírus por sal (NaCl) e sal suplementado com fosfato em um modelo de matriz de colágeno 3D para tripas naturais de salsicha International Journal of Food Microbiology Volume 148, páginas 128-134.

O NaCl saturado foi testado em 4 tipos de vírus, vírus da febre aftosa (FMDV), vírus da peste suína clássica (CSFV), vírus da doença vesicular suína (SVDV) e vírus da peste suína africana (ASFV) em quatro temperaturas diferentes: 4, 12, 20 e 25 ° C por um período de 30 dias.

Para ASFV, mas não para os outros 3 vírus, o NaCl saturado teve um efeito significativo de inativar o vírus, em uma escala de tempo de dias.


Um guia para o surto de Salmonella

A proteção dos alimentos contra a deterioração microbiana usando sal (geralmente cloreto de sódio) ou açúcar (geralmente sacarose) tem raízes antigas e é freqüentemente chamada de salga, cura com sal, corning ou cura com açúcar. (Pedaços de sal-gema usados ​​para curar são às vezes chamados de grãos, daí o nome de "carne com milho".) A cura pode utilizar formas sólidas de sal e açúcar ou soluções nas quais sal ou açúcar são misturados com água. Por exemplo, salmoura é o termo para soluções de sal usadas em processos de conservação de cura ou decapagem. Exemplos de alimentos conservados com sal ou açúcar incluem a já mencionada carne enlatada, bem como bacon, carne de porco salgada, presunto curado com açúcar, conservas de frutas, compotas e geleias, entre outros.

Existem inúmeras descrições e permutações de cura que podem incluir técnicas de preservação adicionais, como fumar ou ingredientes como especiarias. No entanto, todos os processos de cura dependem fundamentalmente do uso de sal e / ou açúcar como agente (s) de preservação primário (s). A propósito, esses processos não apenas evitam a deterioração dos alimentos, mas, mais importante, servem para inibir ou prevenir o crescimento de patógenos de origem alimentar, como Salmonella ou Clostridium botulinum quando devidamente aplicado.

Existem várias maneiras pelas quais o sal e o açúcar inibem o crescimento microbiano. O mais notável é a osmose simples ou desidratação. O sal ou açúcar, seja na forma sólida ou aquosa, tenta atingir o equilíbrio com o teor de sal ou açúcar do produto alimentício com o qual está em contato. Isso tem o efeito de puxar a água disponível de dentro do alimento para o exterior e inserir moléculas de sal ou açúcar no interior do alimento. O resultado é uma redução da chamada atividade de água do produto (aC), uma medida de moléculas de água livres não ligadas no alimento que é necessária para a sobrevivência e o crescimento microbiano. O aC da maioria dos alimentos frescos é 0,99, enquanto o aC necessário para inibir o crescimento da maioria das bactérias é de aproximadamente 0,91. Leveduras e bolores, por outro lado, geralmente requerem uma menorC para prevenir o crescimento.

Outros mecanismos antimicrobianos do sal e do açúcar incluem a interferência com a atividade enzimática de um micróbio e o enfraquecimento da estrutura molecular de seu DNA. O açúcar também pode fornecer uma forma indireta de preservação, servindo para acelerar o acúmulo de compostos antimicrobianos a partir do crescimento de alguns outros organismos. Os exemplos incluem a conversão de açúcar em etanol no vinho por leveduras fermentativas ou a conversão de açúcar em ácidos orgânicos no chucrute por bactérias de ácido láctico.

Os microrganismos diferem amplamente em sua capacidade de resistir às reduções induzidas por sal ou açúcar de umC. A maioria das bactérias causadoras de doenças não cresce abaixo de 0,94 aC (concentração de cerca de 10 por cento de cloreto de sódio), enquanto a maioria dos fungos que estragam os alimentos crescem em umC tão baixo quanto 0,80, correspondendo a soluções de sal ou açúcar altamente concentradas. No entanto, outros microrganismos crescem muito bem sob ainda mais altamente osmótico, baixoC condições. Por exemplo, os halófilos são toda uma classe de bactérias & amantes do quotsalt & quot; que realmente requerem um nível significativo de sal para crescer e são capazes de estragar os alimentos curados com sal. Isso inclui membros do gênero Halobacillus e Halococcus. Produtos alimentícios que são soluções concentradas de açúcar, como sucos de frutas concentrados, podem ser estragados por leveduras que gostam de açúcar, como espécies de Zygosaccharomyces. No entanto, o uso da cura do sal e do açúcar para prevenir o crescimento microbiano é uma técnica milenar que permanece importante até hoje para a preservação de alimentos.


Ciência da solubilidade: quanto é demais?

Introdução
Você já colocou uma colher de açúcar no chá e se perguntou por que ele desapareceu? Para onde foi? O açúcar na verdade não desapareceu & mdashit mudou de sua forma sólida para uma forma dissolvida em um processo chamado dissolução química. O resultado é uma solução de chá e açúcar ndash em que as moléculas individuais de açúcar se distribuem uniformemente no chá. Mas o que acontece se você aumentar a quantidade de açúcar que adiciona ao chá? Ainda se dissolve? Nesta atividade, você descobrirá quanto de um composto é demais para dissolver.

Fundo
A química é o estudo da matéria e como ela se comporta e interage com outros tipos de matéria. Tudo ao nosso redor é feito de matéria e você pode explorar suas propriedades usando produtos químicos comuns em sua casa. A maneira como se comporta é chamada de propriedade da matéria. Uma propriedade importante é chamada de solubilidade. Pensamos na solubilidade quando dissolvemos algo em água ou outro líquido. Se um produto químico for solúvel em água, ele se dissolverá ou parecerá desaparecer quando você o adicionar à água. Se não for solúvel ou insolúvel, não se dissolverá e você ainda o verá flutuando no líquido ou no fundo do recipiente.

Quando você dissolve um produto químico solúvel em água, está criando uma solução. Em uma solução, o produto químico adicionado é chamado de soluto e o líquido em que ele se dissolve é chamado de solvente. Se um composto é solúvel ou não depende de suas propriedades físicas e químicas. Para ser capaz de se dissolver, o produto químico deve ter a capacidade de interagir com o solvente. Durante o processo de dissolução química, as ligações que mantêm o soluto unido precisam ser quebradas e novas ligações entre o soluto e o solvente devem ser formadas. Ao adicionar açúcar à água, por exemplo, as moléculas de água (solvente) são atraídas pelas moléculas de açúcar (soluto). Uma vez que a atração se torna grande o suficiente, a água é capaz de puxar moléculas individuais de açúcar dos cristais de açúcar em massa para a solução. Normalmente, a quantidade de energia necessária para quebrar e formar essas ligações determina se um composto é solúvel ou não.

Geralmente, a quantidade de um produto químico que você pode dissolver em um solvente específico é limitada. Em algum ponto, a solução fica saturada. Isso significa que se você adicionar mais do composto, ele não se dissolverá mais e permanecerá sólido. Esta quantidade depende das interações moleculares entre o soluto e o solvente. Nesta atividade, você investigará a quantidade de vários compostos que pode dissolver na água. Como você acha que o açúcar e o sal se comparam?

  • Água destilada
  • Copo medidor que mede mililitros
  • Oito copos ou xícaras com capacidade para 240 ml cada
  • Quatro colheres
  • Colher de medida
  • Sais de Epsom (150 gramas)
  • Sal de mesa (50 gramas)
  • Açúcar de mesa (açúcar de cana, 250 gramas)
  • Bicarbonato de sódio (20 gramas)
  • Balança que mede gramas
  • Marcador
  • Fita adesiva
  • Papel
  • Caneta
  • Termômetro (opcional)


Preparação

  • Usando o marcador e a fita adesiva, rotule dois copos para cada composto: & ldsal cotável, & rdquo & ldacúcar comercializável, & rdquo & ldquobaking soda & rdquo e & ldquoEpsom sais. & Rdquo
  • Em uma xícara de sal de mesa mede 50 gramas de sal.
  • Em uma xícara de açúcar de mesa mede 250 gramas de açúcar.
  • Em um copo de bicarbonato de sódio, mede 20 gramas de bicarbonato de sódio.
  • Em um copo de sais de Epsom mede 150 gramas de sais de Epsom.
  • Para cada xícara, pese e anote a massa (peso).
  • Adicione 100 mililitros de água destilada em cada copo. Use o copo medidor para certificar-se de que cada copo contém a mesma quantidade de água. A água deve estar em temperatura ambiente e igual para todas as xícaras. Você pode usar um termômetro para verificar isso.
  • Pegue as duas xícaras que você etiquetou com sal de cozinha. Com a colher medida, adicione cuidadosamente uma colher de chá de sal de cozinha aos 100 mililitros de água destilada.
  • Mexa com uma colher limpa até que todo o sal se dissolva. O que você percebe quando adiciona sal à água?
  • Continue adicionando uma colher de chá de sal à água e mexendo a cada vez, até que o sal não se dissolva mais. O que acontece quando o sal não se dissolve mais?
  • Repita essas etapas com os dois copos identificados como sais de Epsom. Em que ponto a solução de sais de Epsom fica saturada?
  • Repita os passos com o bicarbonato de sódio. Quantas colheres de chá de bicarbonato de sódio você pode dissolver na água?
  • Repita os passos com o açúcar. Você adicionou mais ou menos açúcar em comparação com os outros compostos?
  • Coloque cada um dos copos contendo os sólidos restantes na balança e anote a massa (peso) de cada um. Quanto de cada substância você usou?
  • Subtraia a massa medida de sua massa inicial (veja Preparação) para cada composto. O que a diferença de massa nos diz sobre as solubilidades de cada um dos compostos? Qual composto é mais ou menos solúvel em água destilada?
  • Extra:A solubilidade muda se você usar um solvente diferente? Repita o teste, mas em vez de usar água destilada use álcool isopropílico, óleo vegetal ou removedor de esmalte como solvente. Como isso muda seus resultados?
  • Extra: Você consegue encontrar outras substâncias ou produtos químicos que possam dissolver em água destilada? Como suas solubilidades se comparam aos compostos que você testou?
  • Extra: A solubilidade dos compostos também depende muito da temperatura do solvente. Você acha que pode dissolver mais sal ou açúcar em água quente ou fria? Teste para descobrir!

Observações e resultados
Todos os seus compostos testados foram dissolvidos em água destilada? Eles devem ter & mdash mas em extensões diferentes. A água em geral é um solvente muito bom e capaz de dissolver muitos compostos diferentes. Isso ocorre porque ele pode interagir com muitas moléculas diferentes. Você deve ter notado que o açúcar teve a maior solubilidade de todos os seus compostos testados (cerca de 200 gramas por 100 mililitros de água) seguido por sais de Epsom (cerca de 115 gramas / 100 mililitros), sal de mesa (cerca de 35 gramas / 100 mililitros) e bicarbonato de sódio ( quase 10 gramas / 100 mililitros).

Isso ocorre porque cada um desses compostos tem diferentes propriedades químicas e físicas com base em suas diferentes estruturas moleculares. Eles são todos feitos de diferentes elementos químicos e formados por diferentes tipos de ligações. Dependendo dessa estrutura, é mais ou menos difícil para as moléculas de água quebrar essas ligações e formar novas com as moléculas de soluto para dissolvê-las em uma solução.

Limpar
Você pode descartar cada uma de suas soluções na pia. Mantenha a água correndo por um tempo depois para enxaguar a pia corretamente. Descarte todos os sólidos restantes no lixo comum. Lave as mãos com água e sabão.

Esta atividade trouxe a você em parceria com a Science Buddies


Outros pontos

  • O iodo é conhecido como anti-séptico universal há 150 anos.
  • O iodo mata bactérias, vírus, fungos, protozoários e até mesmo esporos de bactérias e fungos, incluindo esporos de antraz. O iodo foi usado com sucesso contra os vírus da gripe, herpes, varíola e varicela.
  • Nenhum organismo desenvolve resistência ao iodo.
  • Soluções aquosas como a de Lugol são os germicidas superiores.
  • A pandemia de 1918 foi incomum, pois afetou homens jovens saudáveis, especialmente soldados. & # 8211 Eu pessoalmente acho isso muito interessante, devido à conexão entre a radiação EMF e as doenças. Acabamos de começar a nos comunicar com aviões militares e submarinos via radiação EMF meses antes desta pandemia. Os soldados teriam sido expostos a essa nova radiação em uma taxa muito maior.

Enxágüe com água salgada. Criar um enxágue com água salgada para gargarejar na boca pode ajudar a matar bactérias nocivas causadoras de cáries. Os benefícios de fazer gargarejo com água salgada incluem matar diretamente as bactérias como resultado da osmose, conforme descrito acima, e aumentar temporariamente o pH da boca. Isso cria um ambiente alcalino no qual a maioria das bactérias orais não consegue sobreviver.

Simplesmente misture 1/2 colher de chá de sal no um copo de água quente. Gargareje essa solução por 30 segundos antes de cuspi-la. Não engula.


Experimentos com bactérias tolerantes ao sal em salmoura têm implicações para a vida em Marte

Bactérias tolerantes ao sal cultivadas em salmoura foram capazes de reviver depois que a salmoura foi submetida a um ciclo de secagem e reumedecimento. A pesquisa tem implicações para a possibilidade de vida em Marte, bem como para o perigo de contaminar Marte e outros corpos planetários com micróbios terrestres. A pesquisa é apresentada no ASM Microbe 2019, o encontro anual da American Society for Microbiology.

"A nossa é a primeira demonstração de micróbios sobrevivendo e crescendo após serem secos e reumedecidos apenas com umidade", disse Mark Schneegurt, Ph.D., Professor de Ciências Biológicas da Wichita State University, Wichita, KS.

Embora ressecada, a superfície de Marte tem abundantes sais de sulfato de cálcio, ferro e magnésio que podem formar salmouras saturadas - mesmo em algumas das temperaturas frias que prevalecem na superfície do planeta vermelho - que podem ser compatíveis com microorganismos terrestres, ou que podem abrigar Micróbios marcianos.

Apesar da aparente aridez do planeta vermelho, acredita-se que a umidade atinja de 80% a 100% à noite e caia durante o dia à medida que as temperaturas sobem.

"A probabilidade é alta de que às vezes os sais de superfície podem atrair água suficiente para formar salmouras que podem suportar o crescimento microbiano", disse o Dr. Schneegurt. "A pesquisa atual também pode ajudar a redefinir o que constitui uma zona habitável, ampliando a busca por vida para outros mundos gelados."

No estudo, os pesquisadores cultivaram espécies de Halomonas e Marinococcus obtido de Hot Lake, em Washington, e Great Salt Plains, em Oklahoma, em meio contendo 50% de sulfato de magnésio e 50% de água. Eles pegaram pequenas gotas da cultura cultivada e as secaram em um recipiente com produtos químicos absorventes de água sob vácuo, o que leva cerca de duas horas. As gotas secas foram trancadas em uma jarra de pedreiro com um pouco de água ou uma solução de sal, e a jarra se enche de umidade. Em um dia, os sais da cultura seca absorvem água suficiente para formar uma salmoura líquida, momento em que as células bacterianas revivem. Embora haja morte celular modesta em cada ciclo - normalmente menos de 50% - uma proporção substancial de células sobrevive.

Em experimentos em que a água não foi adicionada diretamente às culturas secas, os pesquisadores mantiveram as culturas em um frasco lacrado, acima de uma camada de água ou solução salina. O sulfato de magnésio seco, que atrai água, formou uma salmoura saturada em menos de um dia, absorvendo a umidade do ar dentro do frasco. As células sobreviventes reviveram e começaram a crescer, alcançando altas densidades de cultura.

"Água líquida é a chave para a vida", disse o Dr. Schneegurt. "A água líquida em Marte está provavelmente saturada de sais. Trabalhamos nos limites da vida para demonstrar tolerâncias microbianas a sais elevados e baixas temperaturas."

"Compreender como os micróbios podem crescer em Marte está diretamente relacionado aos riscos de contaminar Marte ou outros corpos celestes com organismos que podem potencialmente crescer nesses mundos. Isso também se refere à definição de zonas habitáveis ​​e à busca por vida em Marte e nos mundos gelados ", disse o Dr. Schneegurt.


Água Salina e Salinidade

Em sua vida cotidiana, você não está muito envolvido com água salgada. Você se preocupa com a água doce para atender a todas as necessidades de sua vida. Mas, a maior parte da água da Terra, e quase toda a água que as pessoas podem acessar, é salgada ou salgada. Basta olhar para os oceanos e lembrar que os oceanos compreendem cerca de 97% de toda a água sobre, dentro e acima da Terra.

Por que o oceano é salgado? Rios descarregam água rica em minerais para os oceanos é proveniente do escoamento dos rios, que drenam a paisagem, tornando os oceanos salgados.

O que é água salina?

Em primeiro lugar, o que queremos dizer com "água salina?" A água salina contém quantidades significativas (chamadas de "concentrações") de sais dissolvidos, sendo o mais comum o sal que todos conhecemos tão bem - cloreto de sódio (NaCl). Neste caso, a concentração é a quantidade (em peso) de sal na água, expressa em "partes por milhão" (ppm). Se a água tem uma concentração de 10.000 ppm de sais dissolvidos, então um por cento (10.000 dividido por 1.000.000) do peso da água vem dos sais dissolvidos.

Aqui estão nossos parâmetros para água salina:

  • Água doce - menos de 1.000 ppm
  • Água ligeiramente salina - de 1.000 ppm a 3.000 ppm
  • Água moderadamente salina - De 3.000 ppm a 10.000 ppm
  • Água altamente salina - de 10.000 ppm a 35.000 ppm
  • A propósito, a água do oceano contém cerca de 35.000 ppm de sal.

Água salina não está apenas nos oceanos

Naturalmente, quando você pensa em água salgada, você pensa na oceanos. Mas, a centenas de quilômetros do Oceano Pacífico, os residentes de estados como Colorado e Arizona podem "desfrutar de um dia na praia" apenas caminhando do lado de fora de casa, pois podem estar bem próximos à água salgada. Há uma grande quantidade de água muito salgada no solo no oeste dos Estados Unidos. No Novo México, aproximadamente 75 por cento da lençóis freáticos é muito salino para a maioria dos usos sem tratamento (Reynolds, 1962). A água nesta área pode ter sido remanescente desde os tempos antigos, quando os mares salinos ocupavam o oeste dos EUA e, também, como chuva se infiltra descendo para o solo, pode encontrar rochas que contêm minerais altamente solúveis, que tornam a água salgada. Lençóis freáticos pode existir e se mover por milhares de anos e, portanto, pode se tornar tão salina quanto a água do oceano.

O declínio do nível da água do lago é claramente visto pelas linhas paralelas e depósitos de cor branca que circundam a costa. O desvio do influxo de água doce para a cidade de Los Angeles e a evaporação levaram ao declínio do nível da água a uma taxa de cerca de 1 m por ano. As montanhas cobertas de neve ao fundo são a Sierra Nevada.

O Lago Mono na Califórnia é o remanescente salino de um lago muito maior (Lago Russel) que ocupou a bacia do Mono há milhões de anos. O antigo lago de água doce já foi cerca de 130 metros mais alto do que o nível atual da água. Mono Lake é agora um remanescente altamente salino do Lago Russel, tendo grande parte de sua água doce drenada para atender às necessidades de água da cidade de Los Angeles. Os níveis de água estão caindo cerca de 1 metro por ano. Isso resultou em depósitos salgados deixados em terra à medida que a água recua.

A água salina pode ser usada para alguma coisa?

Então, com toda a água disponível na Terra e toda aquela água salgada que fica ao largo de nossas costas, por que estamos preocupados com a escassez de água? Você pode pensar nisso como uma situação de qualidade da água, em vez de uma situação de quantidade de água. Em seu estado bruto, a água salina não pode ser usada para muitos dos fins para os quais precisamos, como beber, irrigar e muitos usos industriais. Água ligeiramente salina às vezes é usada para fins semelhantes à água doce. Por exemplo, no Colorado, a água com até 2.500 ppm de sal é usada para irrigar as plantações. Normalmente, porém, a água salina moderada a alta tem usos limitados. Afinal, você não bebe água salgada em casa, não a usa para regar tomates ou escovar os dentes. Os fazendeiros não costumam irrigar com ela, algumas indústrias não podem usá-la sem danificar seus equipamentos e, vacas do agricultor Joe não vai beber.

Se nada mais, a água salina pode ser simplesmente divertida. Se por acaso você já esteve no Mar Morto, no Oriente Médio, pode ter experimentado a sensação única de flutuar na água extremamente densa (e salgada) que aparentemente o segura como um colchão. A água é tão densa que você realmente não afunda, como acontece na água normal, mesmo no oceano. Mais perto de casa, muitos proprietários que têm piscinas no quintal enchem-nas com água salgada, em vez de usar água doce com cloro adicionado.

Então, para que mais a água salina pode ser usada e pode ser tornada mais utilizável?

Existem duas respostas - ambas "sim". Água salina é útil para alguns uso de água para fins, e a água salgada pode ser transformada em água doce, para a qual temos muitos usos.

Retiradas de água salina nos Estados Unidos, por categoria de uso, para 2015.

Uso de água salina nos Estados Unidos em 2015

No mundo de hoje, estamos todos mais conscientes da necessidade de conservar água fresca. Com a demanda cada vez maior por água por parte das populações em crescimento em todo o mundo, faz sentido tentar encontrar mais usos para os abundantes suprimentos de água salgada que existem, principalmente no oceanos. Como mostram esses gráficos de pizza do uso de água da Nação, cerca de 16% de toda a água usada nos Estados Unidos em 2015 era salina. O segundo gráfico mostra que quase todas as retiradas de solução salina, mais de 97 por cento, foram usadas pelo energia termoelétrica indústria para resfriar equipamentos de geração de eletricidade. Cerca de três por cento da água salina do país foi usada para mineração e industrial finalidades.


Exame de Biologia 1

Mariposas com probóscides mais longas têm maior probabilidade de ter acesso ao néctar da orquídea e, portanto, maior probabilidade de sobreviver à reprodução.

Metabolismo - Autótrofos usam energia do sol

Homeostase - A manutenção da constância interna é chamada de _______

Reprodução, crescimento ou desenvolvimento - passar da puberdade para atingir a maturidade faz parte de _______

Domínio - Eukarya, a categoria taxonômica mais inclusiva, grupo taxonômico contendo todas as bactérias

Bactérias - uma bactéria estreptocócica

Dependente - Você mede o ponto de ebulição da água em várias altitudes Você mede o ponto de congelamento da água na presença de várias quantidades de sal

Hidrólise - moléculas de água são quebradas, polímeros são quebrados, ocorre em seu estômago como parte da digestão

2 ligações covalentes não polares - dois átomos que não são muito eletronegativos são atraídos um pelo outro e compartilham elétrons

3 ligações de hidrogênio - uma molécula polar é atraída por outra molécula polar

Elemento essencial da massa - carbono, nitrogênio, hidrogênio, cálcio

A síntese de desidratação está envolvida em reações que combinam monômeros orgânicos para produzir polímeros.

Neutro - água pura, pH 7

Lípido - Tem como principal característica a propriedade hidrorrepelente, armazenada no tecido adiposo

Ácido nucléico - DNA, RNA, seus monômeros são chamados de nucleotídeos, os genes são feitos deste

Triglicerídeos - funcionam no armazenamento de energia a longo prazo, as cadeias de hidrocarbonetos podem ser saturadas e insaturadas, compostas por 3 ácidos graxos ligados a uma molécula de glicerol

Ceras - formam selos que a água não consegue penetrar

Proteínas - hemoglobina e enzimas são exemplos, ampla gama de funções desde o transporte de substâncias até a realização de reações químicas

Ácidos nucléicos - nucleotídeos, armazenam informações genéticas e as utilizam nas células, DNA e RNA são exemplos

Adicionar uma base a uma solução ácida aproximará o pH da solução de 7.

Uma reação de hidrólise envolve a divisão de uma molécula de água cada vez que uma ligação em um polímero é quebrada para produzir um monômero.

Esteróis incorporados na bicamada permitem que a membrana permaneça fluida em várias temperaturas.

Algumas proteínas embutidas na membrana ajudam no transporte de grandes moléculas através da bicamada.

Microscópio de eleição de transmissão - pode ser usado para observar o aparelho de Golgi, fornece o mais alto nível de resolução

Filamento intermediário - este filamento é composto por várias proteínas diferentes, este filamento é encontrado em junções de ancoragem.

Os esteróides nas membranas celulares permitem que a membrana seja mais fluida.

Bicamadas fosfolipídicas circundam todas as células eucarióticas.

Proteínas receptoras - os hormônios se ligam aqui

Enzimas - essas proteínas ajudam a catalisar reações químicas

Proteínas de reconhecimento - uma mulher tem um distúrbio que faz com que seu sistema imunológico se conecte a suas próprias células, ela pode ter um problema com essas proteínas

Procariotos - não tem retículo endoplasmático, tem DNA no citoplasma

Filamento intermediário - forma o arcabouço celular interno e fornece resistência mecânica

Microtúbulo - principal proteína estrutural dos cílios e flagelos, forma trilhas ao longo das quais as proteínas motoras transportam vários componentes intracelulares, desempenha um papel importante na divisão celular, é composto pela proteína tubulina

Bactérias - todos os três domínios surgiram de um ancestral comum este domínio foi o PRIMEIRO a aparecer, este domínio contém os organismos mais abundantes e diversos


A prata transforma bactérias em zumbis mortais

O apocalipse zumbi pode ser mais do que apenas uma história de terror para algumas bactérias. Uma nova pesquisa mostra que, quando expostos a uma solução de prata destruidora de micróbios, os germes podem “virar zumbis”, exterminando seus compatriotas vivos mesmo após a morte. Os resultados podem explicar o poder antibacteriano de longa duração da prata e podem melhorar o desempenho de produtos médicos que nos mantêm protegidos contra patógenos prejudiciais.

O uso de prata na medicina remonta a milhares de anos, e os cientistas já sabem há muito tempo que o metal é um potente agente antibacteriano. Os íons de prata realizam seu trabalho mortal abrindo buracos nas membranas bacterianas e causando estragos uma vez dentro. Eles se ligam a componentes essenciais da célula, como o DNA, evitando que a bactéria execute até mesmo suas funções mais básicas.

Mas o "efeito zumbi" da prata não foi reconhecido - até agora. Para descobrir esse mecanismo terrível, os cientistas primeiro mataram uma amostra da bactéria Pseudomonas aeruginosa usando uma solução de nitrato de prata. Em seguida, eles separaram cuidadosamente as bactérias mortas da solução de prata. Quando expuseram bactérias vivas aos mortos, eles testemunharam um massacre microscópico: até 99,99% das bactérias vivas encontraram sua ruína.

Usando microscopia eletrônica, os pesquisadores criaram imagens das bactérias mortas e descobriram o que as levou a iniciar sua matança. Reservatórios de nanopartículas de prata se acumularam em seus cadáveres, indicando que as bactérias mortas agem como esponjas, absorvendo prata enquanto morrem. A prata armazenada pode vazar para o meio ambiente, "especialmente se o meio ambiente contiver outras esponjas para essa prata", disse o químico David Avnir, da Universidade Hebraica de Jerusalém, autor sênior do novo estudo. "No nosso caso, a outra esponja é uma bactéria viva."

Os pesquisadores, que publicaram suas descobertas na semana passada em Relatórios Científicos, também analisou o poder de matar da solução que separaram da bactéria zumbi. Quando eles começaram com baixas concentrações de nitrato de prata, a solução restante não era forte o suficiente para eliminar completamente a segunda rodada de bactérias. Isso indica que as bactérias estão realmente removendo a prata da solução, dizem os pesquisadores. Quando começaram com altas concentrações de nitrato de prata, a solução manteve seu poder de matar por meio de ambos os grupos de bactérias, provavelmente porque a primeira rodada de bactérias não foi capaz de absorver toda a prata.

“Este é um aspecto importante da [prata] sobre o qual não vi ninguém falar antes”, diz o microbiologista molecular Simon Silver, da University of Illinois, Chicago, que não esteve envolvido na pesquisa. "Este artigo é uma nova interpretação, para mim, e acho que é bastante bom."

A descoberta pode aumentar a capacidade de controlar a longevidade dos tratamentos à base de prata. Médicos e hospitais já contam com uma variedade de produtos médicos com infusão de prata - de curativos a cateteres - para evitar a proliferação de ­bactérias. O metal é comumente usado em feridas graves, e os revestimentos nas maçanetas das portas podem reduzir os germes. Os consumidores podem até comprar produtos para reduzir os micróbios indesejáveis ​​em casa, como meias com infusão de prata e máquinas de lavar que desinfetam roupas com prata.

"No momento, a ideia dominante é, se você deseja uma certa vida útil de desempenho antibacteriano, é necessário projetar seu dispositivo para liberar esses íons durante todo o tempo em que deseja esta atividade", diz o químico de nanomateriais Robert Hurt da Brown University, que não participou da pesquisa. Mas uma compreensão do efeito zumbi pode levar a designs melhores para esses produtos, diz Hurt. Por exemplo, os engenheiros podem agora adaptar seus produtos para manter bactérias mortas por perto, fortalecendo seus poderes antimicrobianos e mantendo os germes afastados.


O super-herói halofílico e imortal: Halobacterium salinarum - um polivalente de longa vida

Halobacterium salinarum é um super-herói extremófilo em pelo menos três acusações. Ele pode: (1) começar a crescer apenas quando as concentrações de sal forem três vezes maiores do que a água do mar & ndash e florescer quando o sal principal da água do mar (cloreto de sódio, NaCl) começar a sair da solução (2) suportar doses extremamente altas de radiação e (3) sobreviver por milhares e possivelmente milhões de anos sepultados em cristais de sal. Este artigo irá destacar como essas três propriedades de halofilia extrema (amante do sal), resistência à radiação e longevidade estão interconectadas.

Halobacterium salinarum foi originalmente cultivado em laboratório a partir de peixe salgado, mas foi encontrado em lagos salgados, salinas costeiras e antigos cristais de sal. Pertence ao domínio Archaea e, especificamente, à família Halobacteriaceae (mais comumente chamada de haloarchaea). É um organismo unicelular e, como muitos de seus parentes, forma colônias vermelhas ou rosa em placas de ágar, principalmente porque sua membrana celular contém carotenóides (compostos graxos semelhantes aos da cenoura e do tomate). A cor vermelha de ambientes extremamente salgados, como o Grande Lago Salgado em Utah, é transmitida por haloarchaea e pode ser vista do espaço.

UM SALÃO SOLAR NAS SALINAS DE S & # 39AVALL, MALLORCA, ESPANHA

O lago vermelho à esquerda está saturado com cloreto de sódio (NaCl) e tem uma crosta de cristais de halita (NaCl) na superfície. O monte de halita colhida tem cerca de 2,5 m de altura.

Adaptações para salinidade extremamente alta

Para H. salinarum para crescer em ambientes hipersalinos, contém uma solução salina altamente concentrada (consistindo principalmente de cloreto de potássio, KCl), de forma que a pressão osmótica dentro e fora da célula é balanceada conseqüentemente, todas as suas proteínas estão adaptadas para trabalhar nessas condições. Se fosse colocado em um lago de água doce ou mesmo no oceano, a água inundaria a célula, a membrana celular e as proteínas perderiam sua estrutura e as células se romperiam. Esse compromisso com uma existência extremamente salgada tem suas vantagens H. salinarum pode crescer com menos competição entre espécies do que micróbios que vivem em condições mais moderadas, como o oceano. Isso permite que ele aproveite a grande quantidade de matéria orgânica que se acumula à medida que a água salina evapora e a nova matéria orgânica produzida pela fotossíntese dos halófilos. O principal micróbio fotossintético que vive ao lado H. salinarum é a alga verde Dunaliella salina, que, em vez de ter um citoplasma cheio de sal, embala suas células com o pequeno composto orgânico, o glicerol, que mantém o equilíbrio osmótico entre o interior e o exterior da célula. O vazamento de glicerol das células de algas fornece uma excelente fonte de carbono e energia para H. salinarum. Há novas evidências de que H. salinarum fornece nutrientes para estimular o crescimento da alga em troca e uma forma de simbiose. H. salinarum enfrenta alguma competição, mesmo em salmouras saturadas de sal, seu co-habitante mais enigmático é outro haloarchaeon, Haloquadratum walsbyi. The &lsquoquadratum&rsquo part of its name refers to its remarkable flat, square-shaped cells that divide like an old-fashioned sheet of postage stamps.

COLONIES OF HALOBACTERIUM SALINARUM GROWING ON SALT-SATURATED AGAR PLATE

Adaptations to high levels of radiation

Hypersaline environments are prone to drying up, which, coupled with the high level of ultraviolet radiation that is typical of such environments, can result in cell damage. Both desiccation and radiation can damage cells by the production of highly reactive forms of oxygen, and so microbes that cope with drying are generally also good at surviving high doses of radiation. H. salinarum has evolved mechanisms that make it one of the most radiation-resistant microbes known. Evidence is emerging that the high cellular concentrations of peptides and the minerals phosphate and manganese (and correspondingly low levels of iron), combine to protect cellular proteins. These proteins include enzymes that repair damaged nucleic acids, which, combined with other unusual haloarchaeal features, such as multiple copies of the chromosome and an efficient means of repairing and recombining DNA fragments, ensures genetic material stays intact. The carotenoids and high cellular concentrations of KCl also provide radiation protection.

Living in tiny brine inclusions in salt crystals

Although a crystal of common salt may look completely dry, up to 5% of its volume is liquid in the form of hundreds of brine inclusions, i.e. small reservoirs of salt-saturated brine surrounded by a solid matrix of NaCl. The pioneering work of Professor Bill Grant and others revealed that haloarchaea become trapped inside salt crystals, living in the brine inclusions. Hypersaline environments are dynamic systems that frequently dry up so this strategy employed by H. salinarum and friends enables them to survive within a small-scale aquatic environment until the rains come and dissolve the salt crystals, regenerating the brine lake.

MICROSCOPIC IMAGES FROM A NATURAL HYPERSALINE BRINE

Based on their morphologies we can identify D. salina living alongside Haloquadratum walsbyi (flat square with gas vesicles). A rod-shaped microbe can be seen, which may be Halobacterium salinarium

Staying alive over geological time

But what happens to the haloarchaea if the rains don&rsquot come and the salt starts to accumulate and ultimately gets buried? From laboratory experiments we know that haloarchaea, and H. salinarum in particular, can remain alive inside salt crystals for years. We cannot perform experiments for thousands of years, instead, we sample directly from ancient buried salt deposits, taking great care to exclude external contaminants. Different research groups have independently and repeatedly isolated haloarchaea from ancient salt crystals, and evidence for &lsquosuper&rsquo survival over millions of years is growing, while evidence for survival over tens of thousands of years is almost unequivocal.

Over time, salt crystals may be buried, forming the salt deposits we mine today, and providing an environment conducive to long-term survival of entombed microbes by restricting the amount of radiation reaching the cells. In addition, the salt-saturated brine inclusions contain little oxygen, minimising the creation of cell-damaging reactive oxygen compounds. Incidentally, H. salinarum can grow with or without oxygen.

SCHEMATIC ILLUSTRATION OF WHERE AND HOW HALOARCHAEA SURVIVE IN SALT CRYSTALS

From left to right. A laboratory-made crystal of NaCl encasing a haloarchaeal species. The orange colour is from the haloarchaea. The cloudiness of the halite (NaCl) crystal is due to the large number of brine inclusions shown in the second schematic. The third schematic illustrates a single, large brine inclusion, showing the scenario in which H. salinarum is entombed with the green alga D. salina (top left). e shows a single cell of H. salinarum. Those environmental or cellular features that enable the cells to survive over geological time are described in the boxes. Sizes are for illustrative purposes only and pictures are not always drawn to scale. T. McGenity

Download a version of the diagram:

O que pode H. salinarum feed on inside brine inclusions?

The repair of H. salinarum proteins and nucleic acids needs organic matter for energy. An obvious question is whether there is enough organic matter in the brine inclusions to keep H. salinarum alive for thousands of years. The brine inclusions are best considered relative to the size of the microbes that they are housing: a single cell of H. salinarum in a brine inclusion is equivalent to a water flea in a bucket of water. Also, there are often thousands of co-entombed microbial cells, including D. salina. In fact, remnants of this glycerol-packed green alga have been found in ancient brine inclusions by Tim Lowenstein&rsquos group. There is a good supply of organic matter from D. salina and the dead cells of those haloarchaea that are less adept at surviving in brine inclusions, such as the square Haloquadratum walsbyi, to allow H. salinarum to stay alive.

Where next?

There are many open questions about the amount of energy needed, the nature of the environment and the cellular adaptations required to hold the Grim Reaper at bay for millions of years. It will be important to learn how different species of halophile interact, and how those interactions change over time in the closed system of a brine inclusion. Astrobiologists should be aware of H. salinarum&rsquos long-term survival, as Mars once had an environment that was more conducive to life, including hypersaline brines that turned into salt deposits. Also, Jupiter&rsquos moon Europa has subterranean hypersaline seas. Therefore, if we are going to search for existing or former life on other planets, these salty environments should be prime targets.

TERRY J. MCGENITY

School of Biological Sciences, University of Essex, Wivenhoe Park, Colchester CO7 9QZ, UK
[e-mail & # 160 protegido]

LEITURA ADICIONAL

Gramain, A. & others (2011). Archaeal diversity along a subterranean salt core from the Salar Grande (Chile). Environ Microbiol 13, 2105&ndash2121.
McGenity, T. J. & others (2000). Origins of halophilic microorganisms in ancient salt deposits. Environ Microbiol 2, 243&ndash250.
McGenity, T. J. & Oren, A. (2012). Hypersaline environments. In Life at Extremes: Environments, Organisms and Strategies for Survival, pp. 402&ndash437. Edited by E. M. Bell. Wallingford: CAB International.
Orellana, M. V. & others (2013). A role for programmed cell death in the microbial loop. PLoS ONE 8, e62595.
Robinson, C. K. & others (2011). A major role for nonenzymatic antioxidant processes in the radioresistance of Halobacterium salinarum. J Bacteriol 193, 1653&ndash1662.
Schubert, B. A. & others (2010). Halophilic Archaea cultured from ancient halite, Death Valley, California. Environ Microbiol 12, 440&ndash454.

Imagem: A solar saltern at Salinas de S'Avall, Mallorca, Spain Rafael Bosch, Colonies of Halobacterium salinarum Matt W. Ford, Microscopic images from a natural hypersaline brine Mike Dyall-Smith. Illustrations by James B. W. Ilustration.


New assay reveals biophysical properties that allow certain proteins to infect others

Prion polymers of the functional human prion protein, ASC, expressed in baker's yeast cells. Prion phenomena occur because of the improbability of proteins acquiring ordered structure spontaneously. Credit: Halfmann Lab

Scientists at the Stowers Institute for Medical Research have identified a physical basis for the spread of corrupted proteins known as prions inside cells. Their research findings are reported in the July 5, 2018, issue of the scientific journal Molecular Cell.

Prions are proteins that can adopt distinct structural shapes that can propagate themselves to other proteins. Prions have been linked to age-associated neurodegenerative disorders such as Alzheimer's and Parkinson's diseases. However, recent studies have revealed that prions are also important for normal cellular processes including immune responses that fight off viruses.

In their quest to understand what exactly makes a protein a prion, Stowers Assistant Investigator Randal Halfmann, Ph.D., and his lab members focused on the very first event of prion formation, known as nucleation. They designed a powerful novel cell-based fluorescence assay called Distributed Amphifluoric FRET (DAmFRET) to determine some of the key biophysical properties of nucleation for proteins expressed in baker's yeast cells.

Halfmann and team members determined that the key property of prion-forming proteins that distinguishes them from other proteins is their ability to become super-saturated. "Unlike other proteins that began to aggregate as soon as they were sufficiently concentrated inside cells, prion forming proteins instead remained soluble, and only aggregated when very rare random fluctuations in a few molecules provided a template to do so," Halfmann said.

Halfmann describes prion formation as similar to the action of a hand-warmer packet that produces heat to warm cold hands. The packets contain a water solution that is super-saturated with sodium acetate salt. Flexing a metal disc inside the plastic pouch arranges a few of the salt molecules into a crystalline shape. Nucleation—the creation of the first tiny crystal inside the hand-warmer—provides a template for all of the other salt molecules to crystallize. The energy released by the rush of molecules into the growing crystal generates the heat that warms cold hands.

In the study, the researchers found that prion forming proteins are much like the salt crystals—they will eventually aggregate, but only in a very particular arrangement that only rarely happens spontaneously. "The probability that a critical number of the proteins spontaneously bump into each other in exactly the right orientation is very low," explained Tejbir S. Kandola, an Open University predoctoral researcher carrying out his thesis research with Halfmann at the Stowers Institute.

Previous investigations of prions have been hindered by a lack of quantitative assays. Using DAmFRET, the Halfmann lab became the first research group to successfully measure the frequency of nucleation as a function of protein concentration inside cells. They are now using the approach to investigate how nucleation happens for prion-like proteins responsible for Alzheimer's and other brain diseases. Halfmann and his lab have been sharing the approach with scientists at other academic research centers. "Most labs do not have the equipment and throughput to use DAmFRET at our scale and resolution. So we are happy to collaborate with outside scientists by testing the proteins that they are investigating," Halfmann said.


Assista o vídeo: Coeficiente de solubilidade (Janeiro 2022).