Termus aquaticus

Termus aquaticus bakteryjna struktura RNA-PN-PNEN. Źródło: Wikimedia Commons

Co to jest Termus aquaticus?

Termus aquaticus Jest to bakteria termofilowa, odkryta przez Thomasa Brocka w 1967. Jest to mikroorganizm gramowy, heterotroficzny i aerobowy, który ma jako właściwość wewnętrzną stabilność termiczną.

Jest uzyskiwany z różnych źródeł termicznych między 50 ° C a 80 ° C i pH 6.0 do 10,5, w Parku Narodowym Yellowstone i w Kalifornii w Ameryce Północnej. Został również odizolowany z sztucznych siedlisk termicznych.

Stanowi źródło enzymów opornych na ciepło, które przetrwają różne cykle denaturacji. W tym kontekście białka i enzymy są szczególnie interesujące dla przemysłu biotechnologicznego.

Dlatego enzymy, które go komponują, są stosowane w inżynierii genetycznej, w reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) oraz jako narzędzie do badań naukowych i kryminalistycznych.

Ogólne cechy Termus aquaticus

Jest gram negatywny

Termus aquaticus, Po poddaniu procesu barwienia gramu nabywa zabarwienie Fuchsia. Wynika to z faktu, że ściana pepidoglikanu jest wyjątkowo cienka, więc cząsteczki barwnika nie są w niej uwięzione.

Siedlisko

Ta bakteria została zaprojektowana tak, aby wytrzymać wyjątkowo wysokie temperatury. Oznacza to, że jego naturalnym siedliskiem są miejsca na planecie, na których temperatury przekraczają 50 ° C.

W tym sensie bakterie te zostały odizolowane od gejzerów, będąc najczęstszym z Parku Narodowego Yellowstone; gorących źródeł na całym świecie, a także sztuczne środowiska gorącej wody.

Jest aerobowy

To znaczy że Termus aquaticus Jest to bakteria, która musi koniecznie znajdować się w środowiskach, które zapewniają dostępność tlenu w celu przeprowadzenia procesów metabolicznych.

Jest termofilny

Jest to jedna z najbardziej reprezentatywnych cech Termus aquaticus. Ta bakteria została wyizolowana z miejsc, w których temperatury są wyjątkowo wysokie.

Termus aquaticus Jest to bardzo wyjątkowa i oporna bakteria, ponieważ w temperaturach tak wysokich jak te, które obsługuje, białka w większości żywych istot są denaturowane i przestają nieodwracalnie wypełniać swoje funkcje.

Ta bakteria ma temperaturę wzrostu, która obejmuje zakres od 40 ° C do 79 ° C, a optymalna temperatura wzrostu wynosi 70 ° C.

Jest heterotrof

Jak każdy organizm heterotroficzny, ta bakteria wymaga rozwinięcia związków organicznych obecnych w środowisku. Głównymi źródłami materii organicznej są bakterie i glony obecne w otoczeniu, a także na ziemi.

Może ci służyć: Mycobacterium tuberculosis

Rozwija się w nieco alkalicznych środowiskach

Optymalne pH, w którym Termus aquaticus Może się rozwijać bez białek, które zmuszają go do utraty funkcji wynosi od 7,5 do 8. Warto pamiętać, że w skali pH 7 jest neutralny. Powyżej jest alkaliczna i poniżej kwasu.

Produkuje wiele enzymów

Termus aquaticus Jest to mikroorganizm, który był bardzo przydatny na poziomie eksperymentalnym ze względu na jego zdolność do życia w wysokich temperaturach.

Poprzez wiele badań ustalono, że syntetyzuje wiele enzymów, które, co ciekawe, w innych mikroorganizmach do tych samych temperatur, są denaturowane i tracą swoją funkcję.

Enzymy, które syntetyzują Termus aquaticus że więcej badano:

• Aldolaza
• Enzym ogranicznika Taq I
• Ligaza DNA
• Fosfatazy alkalicznej
• Dostarczyć izocitrate
• Amilomaltaza

Filogeneza i taksonomia Termus aquaticus

Ten mikroorganizm jest sformułowany pod klasycznym podejściem:

• Królestwo: Bakterie
• Phylum: deinococcus-or
• Klasa: Deinococci
• Zamów: temal
• Rodzina: Theaceae
• Płeć: Termus
• Gatunek: Termus aquaticus.

Morfologia Termus aquaticus

Bakterie Termus aquaticus Należy do grupy bakterii w kształcie baru (Bacilli). Komórki mają przybliżony rozmiar od 4 do 10 mikronów.

W mikroskopie można obserwować bardzo duże komórki, a także małe komórki. Nie przedstawiają rzęsek ani wici na powierzchni komórki.

Komórka Termus aquaticus Ma błonę, która z kolei składa się z trzech warstw: wewnętrznego plazmy, zewnętrznego szorstkiego wyglądu i pośredniego.

Jedną z różnicowych cech tego rodzaju bakterii jest to, że w jego wewnętrznej błonie istnieją struktury, które wyglądają jak pręty, które są znane jako obracane ciała.

Podobnie, bakterie te zawierają bardzo mało ściany komórkowej peptydoglikanu i w przeciwieństwie do bakterii Grama, zawiera lipoproteiny.

Po wystawieniu na naturalne światło komórki bakteryjne mogą przyjmować kolorowe, różowe lub czerwone zabarwienie. Wynika to z pigmentów zawartych w komórkach bakteryjnych.

Materiał genetyczny składa się z pojedynczego okrągłego chromosomu, w którym znajduje się DNA. Z tego około 65% składa się z nukleotydów guaniny i cytozyny, ponieważ nukleotydy Timina i adeniny stanowią 35%.

Może ci służyć: halofile: klasyfikacja, osmoza, zastosowania, przykłady

Cykl życia Termus aquaticus

Ogólnie bakterie, w tym T. Aquaticus, Rozmnażają się bezpłciowo przez podział komórkowy.

Jedyny chromosom DNA zaczyna być replikowany; Replikowane jest odziedziczenie wszystkich informacji genetycznych na komórki potomne, ze względu na obecność enzymu zwanego polimerazą DNA. Po 20 minutach nowy chromosom jest kompletny i ustawił miejsce w komórce.

Podział trwa i po 25 minutach dwa chromosomy zaczęły się podwoić. Podział pojawia się w centrum komórki i po 38 minutach., Komórki potomne mają podział oddzielony ścianą, kończąc podział bezpłciowy po 45-50 min.

Struktura komórkowa i metabolizm

Będąc bakterią gramową, ma on błonę zewnętrzną (warstwa lipoproteic) i perplazmę (błona wodna), gdzie peptydoglikan. Nie obserwuje się rzęsek ani wici.

Skład lipidów tych organizmów termofilowych musi zostać dostosowany do fluktuacji temperatury kontekstu, w którym się rozwijają, aby utrzymać funkcjonalność procesów komórkowych, bez utraty niezbędnej stabilności chemicznej, aby uniknąć rozpuszczania w wysokich temperaturach.

Z drugiej strony, T. Aquaticus Stał się prawdziwym źródłem termostabilnych enzymów.

Polimeraza TAQ ADN jest enzymem, który katalizuje lizę substratu generującą podwójne wiązanie, więc jest związana z enzymami typu Liases (enzymy, które katalizują uwalnianie łączy).

W związku z faktem, że pochodzi z bakterii termofilnej, opiera się przedłużającymi się inkubacjami w wysokich temperaturach.

Należy zauważyć, że każdy organizm ma polimerazę DNA do replikacji, ale ze względu na jego skład chemiczny nie odpiera wysokich temperatur.

Dlatego polimeraza DNA Taq jest głównym enzymem stosowanym do amplifikacji sekwencji ludzkiego genomu, a także genomów innych gatunków.

Zastosowania Termus aquaticus

Wzmacniają fragmenty

Stabilność termiczna enzymu pozwala na stosowanie go w technikach do amplifikacji fragmentów DNA poprzez replikację in vitro, takie jak PCR (reakcja łańcuchowa polimerazy).

W tym celu wymagane są startery początkowe i końcowe (krótka sekwencja nukleotydowa, która zapewnia punkt początkowy dla syntezy DNA), polimeraza DNA, deoksyrybonukleótyd.

Rurka reakcyjna ze wszystkimi pierwiastkami jest umieszczana w termocyklerze między 94 a 98 stopni Celsjusza, aby podzielić DNA na proste łańcuchy.

Może ci służyć: Penicillium

Rozpoczyna się wydajność starterów, a podgrzewanie między 75-80 ° C występuje ponownie. Synteza zaczyna się od końca 5 'do 3'.

Tutaj leży znaczenie stosowania termostabilnego enzymu. Jeśli zastosowano jakąkolwiek inną polimerazę, zostanie ona zniszczona podczas ekstremalnych temperatur niezbędnych do przeprowadzenia procesu.

Kary Mullis i inni badacze z Cetus Corporation odkryli wykluczenie potrzeby dodawania enzymu po każdym cyklu denaturalizacji termicznej DNA. Enzym został sklonowany, zmodyfikowany i występuje w dużych ilościach do sprzedaży komercyjnej.

Katalizują reakcje biochemiczne

Badania enzymów termostestabilnych doprowadziły do ​​zastosowania do szerokiego zakresu procesów przemysłowych i były doskonałym postępem w biologii molekularnej. Z biotechnologicznego punktu widzenia ich enzymy są w stanie katalizować reakcje biochemiczne w ekstremalnych warunkach.

Na przykład wdrożono badania w celu opracowania procesu zarządzania piórami z kurczaka bez użycia potencjalnie zakaźnych mikroorganizmów.

Biodegradacja długopisu z kurczaka za pośrednictwem produkcji proteazy keratynolitycznej, która implikuje zastosowanie T. Aquaticus Niepatogenny termophilus.

Biotechnologia żywności

Hydroliza glutenu przez termoaktywną peptydazę Aqualysin1 T. Aquaticus, Zaczyna się powyżej 80 ° C w opracowaniu patelni.

Bada względny udział termostabilnego glutenu w teksturę mrubunia chleba.

Degradacja związków polichlorobfenylowych

Dotyczące przydatności w dziedzinie przemysłowej, enzymy Termus aquaticus Jako bakterie termofilowe są one stosowane w degradacji związków polichlorobfenylowych (PCB).

Związki te są stosowane jako czynniki chłodnicze w urządzeniach elektrycznych. Toksyczność jest bardzo szeroka, a jej degradacja jest bardzo powolna.

Bibliografia

1. Brock, TD., Zamrozić h. Termus aquaticus gen. N. i sp. N., Niesporukowany ekstremalny termofil (1969). J Bacteriol. Tom. 98 (1). 289-297.
2. Dreifus Cortes, George. Świat drobnoustrojów. Redakcyjny fundusz kultury ekonomicznej. Meksyk (2012).
3. Ale, Poza J, Ciriza J, Zaragoza P, Osta R i Rodellar C. Podstawa reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR). Aquatic Nº 15, listopad (2001).
4. Ruiz-Aguilar, Graciela M. L., Biodegradacja polichlorowanych bifenylów (BPC) według mikroorganizmów ... University Act [Online] (2005), 15 (maj-sierpień). Dostępne w Redalyc.org.
5. Sharp R, William R. Spektora termus. Podręczniki biothecnology. Springer Science Business Media, LLC. (1995).