نقش اگزوپلی ساکاریدهای سیانوباکتریایی در کمپلکس میکروبی Mat و بیوفیلم های فتوتروفیک

Role of Cyanobacterial Exopolysaccharides in Phototrophic Biofilms and in Complex Microbial Mats

چکیده

1.مقدمه

1.1- EPS های سیانوباکتریایی: ویژگی های شیمیایی و فیزیکی

1.2 عوامل موثر بر سنتز EPS در سیانوباکتری ها

2. نقش EPS های سیانوباکتریایی در Mat های میکروبی

2.1 نقش EPS ها در چسبیدن سیانوباکتری به ذرات و سطوح جامد

2.2 نقش EPS ها در پهنه های زیستی خاک

2.3 نقش EPS ها در تحمل به تنش آب و اشعه ماوراء بنفش

2.4. نقش EPS ها در فرایندهای Bio-Weathering

2.5. نقش EPS ها در حرکات خرامیدن سیانوباکتریایی

6- EPS های سیانوباکتریایی به عنوان یک منبع C

3. نتیجه گیری

چکیده

اگزوپلی ساکاریدها (EPSs) یک رده ی مهم از پلیمرهای زیستی با اهمیت اکولوژیکی زیاد هستند. در محیط طبیعی، یک ویژگی معمول از بیوفیلم های میکروبی هستند و نقش کلیدی محافظتی و ساختاری ایفا می کنند. سيانوباکتري ها به عنوان کلنی کننده های اصلی محيط های محدود، مانند خاک های بيابانی و بسترهای سنگی و بدون پوشش، اولين مشارکت کنندگان در سنتز EPSs هستند که ماتريکس پليمری خارج سلولی تشکيل می-دهند که باعث تشکيل تجمع های ميکروبی با سطوح مختلف پيچيدگی ها به نام بيوفيلم می شوند. کلونیزاسیون سیانوباکتریایی اولین مرحله برای تشکیل بیوفیلم ها با سطوح مختلف پیچیدگی است. در تمام سیستم های ممکن که در آن سینوباکتری ها دخیل هستند، سنتز EPSs در ایجاد یک ریزمحیط هیدراته با استحکام ساختاری و همچنین حفاظت شیمیایی/فیزیکی در برابر عوامل تنش زای زنده و غیرزنده مشارکت می کند. با وجود نقش های مهم EPS های سیانوباکتریایی، بسیاری از جنبه های مربوط به نقش آن ها و ارتباط آن ها با عوامل زنده و غیر زنده، هنوز مشخص نشده است. هدف از این بررسی، مشخص کردن وضعیت جدید اهمیت عصاره EPS سیانوباکتریایی، هم برای سلول های تولید کننده و هم برای تجمع های میکروبی است که در آن سیانوباکتری ها به عنوان یک جزء کلیدی هستند.

3. نتیجه گیری
از یافته های تجربی یافته شده فوق، به نظر می رسد است که EPM نقش مهمی در محافظت جمعیت میکروبی ساکن در BSC یا در بیوفیلم ها، از عوامل محیطی مضر دارد. با این حال، به رغم تعداد زیاد مطالعات صورت گرفته که این نقش را تأیید می کنند، تنها برخی از آن ها مکانیسم های مولکولی که منجر به سنتز و انتشار EPS ها در شرایط تنش محیطی می شوند، را به طور مستقیم بررسی کرده اند. برای مشخص کردن مسیری که در آن عوامل محیطی، باعث فعال شدن ماشین های بیوسنتزی و سنتز EPS می شود و برای تشریح تفاوت های مشاهده شده در واکنش سیانو باکتری های تولید کننده EPS به تنش های مشابه، به بررسی های بیشتر در این راستا نیاز است.
موضوع دیگری که تا کنون تقریبا به طور کامل نادیده گرفته شده است، مربوط به درک تفاوت های موجود در عملکرد محافظتی EPS ها به دلیل ترکیبات یا اندازه های مولکولی مختلف است. در واقع، این امکان وجود دارد که پلی ساکاریدها با ابعاد مولکولی و ساختار مختلف یا ترکیب مختلف مونوساکاریدها با خواص مشخص (به عنوان مثال، خاصیت آب دوستی یا آب گریزی، بار منفی و غیره)، به مقدار متفاوت باعث محافظت از سلول ها از شرایط محیطی مضر می شوند. بنابراین، سیانوباکتری هایی که قادر به تعدیل این خصوصیات هستند، ممکن است مزیت اکولوژیکی داشته و در محیط های خشن بهتر عمل می کنند.

Abstract

Exopolysaccharides (EPSs) are an important class of biopolymers with great ecological importance. In natural environments, they are a common feature of microbial biofilms, where they play key protective and structural roles. As the primary colonizers of constrained environments, such as desert soils and lithic and exposed substrates, cyanobacteria are the first contributors to the synthesis of the EPSs constituting the extracellular polymeric matrix that favors the formation of microbial associations with varying levels of complexity called biofilms. Cyanobacterial colonization represents the first step for the formation of biofilms with different levels of complexity. In all of the possible systems in which cyanobacteria are involved, the synthesis of EPSs contributes a structurally-stable and hydrated microenvironment, as well as chemical/physical protection against biotic and abiotic stress factors. Notwithstanding the important roles of cyanobacterial EPSs, many aspects related to their roles and the relative elicited biotic and abiotic factors have still to be clarified. The aim of this survey is to outline the state-of-the-art of the importance of the cyanobacterial EPS excretion, both for the producing cells and for the microbial associations in which cyanobacteria are a key component.

3. Conclusions

From the above reported experimental findings, it appears evident that the EPM plays an essential role in protecting from harmful environmental factors the microbial community residing in BSCs or in biofilms. However, in spite of the large number of studies claiming this role, only a few of them directly investigated the molecular mechanisms leading to the synthesis and release of EPSs under environmental stress conditions. Further studies in this direction are needed in order to clarify the way in which environmental factors activate the biosynthetic machinery leading to the synthesis of the EPSs and to explain the differences observed in the reaction of EPS-producing cyanobacteria to stresses of the same nature. Another topic that has been almost completely neglected until now is related to the understanding of the possible differences in the protective functions of EPSs having different compositions or molecular sizes. Indeed, it is conceivable that polysaccharides with different molecular dimensions and structure or composed of monosaccharides with specific properties (e.g., hydrophobicity or hydrophilicity; negative charge, etc.) protect to different extents the cells from harmful environmental conditions. Therefore, the cyanobacterium able to modulate these characteristics may have an ecological advantage and might be able to better thrive in harsh environments.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

نقش اگزوپلی ساکاریدهای سیانوباکتریایی در کمپلکس میکروبی Mat و بیوفیلم های فتوتروفیک

Role of Cyanobacterial Exopolysaccharides in Phototrophic Biofilms and in Complex Microbial Mats

بیوفیلم ها: زندگی میکروبی بر روی سطوح

Biofilms: Microbial Life on Surfaces

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

بیوفیلم ها: زندگی میکروبی بر روی سطوح

Biofilms: Microbial Life on Surfaces

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

روش های ساده برای بررسی نقش بیوفیلم ها در خوردگی

SIMPLE METHODS FOR THE INVESTIGATION OF THE ROLE OF BIOFILMS IN CORROSION

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

روش های ساده برای بررسی نقش بیوفیلم ها در خوردگی

SIMPLE METHODS FOR THE INVESTIGATION OF THE ROLE OF BIOFILMS IN CORROSION

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.