Extremófilos: la vida en condiciones extremas

¿Sabías que hay algunos microorganismos son capaces de vivir en ambientes extremos? Estamos hablando de bacterias que habitan en ecosistemas terrestres con temperaturas que llegan a los 90ºC o, más sorprendente aún, ¡zonas hidrotermales submarinas que rondan los 300ºC! No sólo eso sino que también podemos encontrarlas en zonas con concentraciones tan altas de sal o de ácido que nos impedirían aguantar más de unos minutos. Una vez puestos en contexto, la primera pregunta que nos surge es: ¿cómo pueden estos organismos, también denominados extremófilos, sobrevivir a esas condiciones? 

La respuesta está en las características estructurales y fisiológicas que poseen estas bacterias, que a su vez se deben a las biomoléculas que los componen (ADN, lípidos, proteínas,...). En este artículo vamos a ver algunas adaptaciones por las cuales son capaces de sobrevivir: 

• Organismos Termófilos: son aquellos que viven en temperaturas extremas, ya sea por elevadas (70ºC – 105ºC) o por bajas. Para cualquier otro organismo esta situación implicaría una muerte segura, ya que sus proteínas empezarían a perder su estructura y con ella su función. Entonces ¿cómo lo hacen estos seres? Pues, aunque la táctica elegida cambia entre los termófilos, como característica general tienen unas proteínas ricas en enlaces "fuertes" y que se reciclan muy rápido. Esto permite que los aminoácidos generen una estructura más sólida, de manera que antes de empezar a perder su estructura ya habrá generado otra proteína sustituta. 

  

  Esta imagen representa un ejemplo de cómo puede cambiar la estructura de una proteína al aumentar la temperatura.
• Organismos Piezofílicos: son aquellos organismos que viven en condiciones de elevada presión hidrostática (causada por el agua). Un ejemplo de las tácticas que utilizan estos organismos es utilizar aminoácidos pequeños, de forma que las proteínas están más compactadas y resistan mejor la presión del medio.

  

  En esta imagen os enseñamos la estructura química de un aminoácido. Según el grupo químico que se coloque en el lugar de la R el aminoácido será más grande o más pequeño y eso hará la proteína más o menos resitente.

  
  

  
  

   
• Organismos Acidófilos: son aquellos organismos que crecen en ambientes con el pH muy bajo, es decir en medios ácidos. Químicamente los ácidos son moléculas con cargas negativas, de forma que al interaccionar con las proteínas pueden establecer ciertos enlaces capaces de alterar su estructura y por tanto su función. Para evitarlo, estos organismos exponen aminoácidos con carga negativa de forma que repelen estas cargas negativas que hay en el medio: así no se producirán interacciones y las proteínas funcionarán. 

  

  Las bacterias de esta imagen son un ejemplo de organismo acidófilo. Se llaman Lactobacillus acidophilus y se utilizan, entre otras cosas, para hacer yogur. De forma natural se pueden encontrar en nuestro intestino, boca y vagina.

• Organismos Halófilos: son aquellos organismos que viven en medios con elevada concentración de sal. Al igual que pasaba en los medios ácidos, la sal es capaz de interaccionar con las proteínas provocando alteraciones que la inutilizan. Las bacterias que habitan en estas zonas impiden la entrada de sal en su interior, lo que permite que sobrevivan en condiciones donde el resto de organismos se deshidratarían. 

  

  En esta foto podéis ver la imágen de unas Halobacterias, como su nombre indica, son capaces de vivir en zonas donde la concentración de sal es elevada.

Fuente: 

•  "Anaerobic Thermophiles" Life 2014, 4, 77-104; doi:10.3390/life4010077

• "Protein adaptation in Archaeal Extremophiles" http://dx.doi.org/10.1155/2013/373275