Thermus aquaticus

Thermus aquaticus bakteeri RNA-PN-PNEN-rakenne. Lähde: Wikimedia Commons

Mikä on Thermus aquaticus?

Thermus aquaticus Se on termofiilinen bakteeri, jonka Thomas Brock löysi vuonna 1967, joka sijaitsee deinococcus-the-tyyppisellä reunalla. Se on gram -negatiivinen, heterotrofinen ja aerobinen mikro -organismi, jolla on luontainen ominaisuus lämpöstabiilisuus.

Se saadaan useista lämpölähteistä välillä 50 ° C - 80 ° C ja pH 6.0 - 10,5, Yellowstonen kansallispuistossa ja Kaliforniassa, Pohjois -Amerikassa. Se on myös eristetty keinotekoisista lämpöympäristöistä.

Se muodostaa lämpöä resistenttien entsyymien lähteen, jotka selviävät erilaisista denaturaatiosykleistä. Tässä yhteydessä proteiinit ja entsyymit ovat erityisen kiinnostavia biotekniikkateollisuudelle.

Siksi sitä muodostavia entsyymejä käytetään geenitekniikassa, polymeraasiketjureaktiossa (PCR) ja tieteellisen ja oikeuslääketieteen tutkimuksen välineenä.

Yleiset ominaisuudet Thermus aquaticus

Se on gramma negatiivinen

Se Thermus aquaticus, Gram -värjäysprosessin altistuessa se hankkii fuksian värjäyksen. Tämä johtuu siitä, että pepidoglykaanin seinä on erittäin ohut, joten väriainehiukkaset eivät ole loukussa siihen.

Elinympäristö

Tämä bakteeri on suunniteltu kestämään erittäin korkeita lämpötiloja. Tämä tarkoittaa, että sen luonnollinen elinympäristö on planeetan kohtia, joissa lämpötilat ylittävät 50 ° C.

Tässä mielessä nämä bakteerit on eristetty geysereistä, jotka ovat yleisin Yellowstonen kansallispuistossa; kuumista lähteistä ympäri maailmaa, samoin kuin keinotekoiset kuumavesiympäristöt.

Se on aerobinen

Se tarkoittaa, että Thermus aquaticus Se on bakteeri, jonka on välttämättä oltava ympäristöissä, jotka tarjoavat hapen saatavuutta metabolisten prosessien toteuttamiseksi.

Se on termofiilinen

Tämä on yksi edustavimmista ominaisuuksista Thermus aquaticus. Tämä bakteeri on eristetty paikoista, joissa lämpötilat ovat erittäin korkeat.

Se Thermus aquaticus Se on hyvin erityinen ja kestävä bakteeri, koska niin korkeat lämpötiloissa kuin sen tukemat, useimpien elävien olentojen proteiinit ovat denaturoituja ja lopettavat niiden toimintojen suorittamisen peruuttamattomasti.

Tällä bakteerilla on kasvulämpötila, joka kattaa välillä 40 ° C - 79 ° C, optimaalinen kasvulämpötila on 70 ° C.

Se on heterotroph

Kuten kaikki heterotrofiset organismit, tämä bakteeri vaatii ympäristössä läsnä olevia orgaanisia yhdisteitä. Tärkeimmät orgaanisten aineiden lähteet ovat ympäristössä läsnä olevat bakteerit ja levät sekä maa.

Voi palvella sinua: Mycobacterium tuberculosis

Se kehittyy hieman alkalisissa ympäristöissä

Optimaalinen pH, jossa Thermus aquaticus Se voi kehittyä ilman proteiineja, jotka tekevät sen toiminnan menetyksestä, on välillä 7,5 - 8. On syytä muistaa, että pH -asteikolla 7 se on neutraali. Tämän yläpuolella on emäksistä ja hapon alapuolella.

Tuottaa paljon entsyymejä

Thermus aquaticus Se on mikro -organisismi, joka on ollut erittäin hyödyllinen kokeellisella tasolla sen kyvyn elää korkeissa lämpötiloissa.

Monien tutkimusten avulla on määritetty, että se syntetisoi lukuisia entsyymejä, jotka ovat uteliaana, että muissa mikro -organismeissa samoihin lämpötiloihin denaturoituu ja menettävät toimintansa.

Entsyymit, jotka syntetisoivat Thermus aquaticus että enemmän on tutkittu: ovat:

• Aldolasi
• Taq I -rajoitusentsyymi
• DNA -ligaasi
• Emäksinen fosfataasi
• Toimittaa isocitraattia
• Amilomaltaasi

Fylogeneesi ja taksonomia Thermus aquaticus

Tämä mikro -organisme on kehitetty klassisella lähestymistavalla:

• Valtakunta: Bakteerit
• Phylum: Deinococcus-tai
• Luokka: Deinococci
• Tilaus: TEMAL
• Perhe: TemaAceae
• Sukupuoli: Termmi
• Lajit: Thermus aquaticus.

Morfologia Thermus aquaticus

Bakteerit Thermus aquaticus Se kuuluu baari -muotoisten bakteerien (bacilli) ryhmään. Solujen koko on 4–10 mikronia.

Mikroskoopissa voit havaita erittäin suuria soluja, samoin kuin pieniä soluja. He eivät esiinny silia tai flagella solun pinnalla.

Solu Thermus aquaticus Siinä on kalvo, joka puolestaan ​​koostuu kolmesta kerroksesta: sisäinen plasma, ulkoinen karkea ulkonäkö ja välituote.

Yksi tämän tyyppisten bakteerien differentiaaliominaisuuksista on, että sen sisäkalvossa on rakenteita, jotka näyttävät sauvoilta, jotka tunnetaan kierrettyinä kappaleilla.

Samoin nämä bakteerit sisältävät hyvin vähän peptidoglykaanisoluseinämää, ja toisin kuin grampositiiviset bakteerit, se sisältää lipoproteiineja.

Kun altistetaan luonnolliselle valolle, bakteerisolut voivat ottaa keltaisen, vaaleanpunaisen tai punaisen värisen. Tämä johtuu pigmenteistä, jotka sisältyvät bakteerisoluihin.

Geneettinen materiaali koostuu yhdestä pyöreästä kromosomista, jossa DNA sisältyy. Tästä noin 65% koostuu guaniini- ja sytosiininukleotideista, koska Timina ja adeniinin nukleotidit edustavat 35%.

Voi palvella sinua: Halofiilit: luokittelu, osmoosi, sovellukset, esimerkit

Elinkaari Thermus aquaticus

Yleensä bakteerit, mukaan lukien T. Aquaticus, Ne lisääntyvät aseksuaalisesti solun jakautumisen kautta.

Ainoa DNA -kromosomi alkaa toistaa; Se on toistettu perimään kaikki geneettiset tiedot tytärsoluille, johtuen DNA -polymeraasiksi kutsutun entsyymin läsnäolosta. 20 minuutin kohdalla uusi kromosomi on valmis ja se on asettanut paikan soluun.

Jako jatkuu ja 25 minuutin kohdalla kaksi kromosomia ovat alkaneet kaksinkertaistua. Jako ilmestyy solun keskustaan ​​ja 38 minuutin kohdalla., Tytärsolujen jakautuminen on erotettu seinällä, ja se päättyy aseksuaaliseen jakoon 45-50 minuutissa.

Solurakenne ja aineenvaihdunta

Gram -negatiivisena bakteerina sillä on ulkomembraani (lipoproottinen kerros) ja perlasma (vesikalvo), missä peptidoglykaani. Cilia tai flagella ei havaita.

Näiden termofiilisten organismien lipidien koostumus on mukautettava kontekstilämpötilan vaihteluihin, joissa ne kehittyvät, solujen prosessien toiminnallisuuden ylläpitämiseksi menettämättä tarvittavaa kemiallista stabiilisuutta liukenemisen välttämiseksi korkeissa lämpötiloissa.

Toisaalta, T. Aquaticus Siitä on tullut todellinen lämpöstabiilien entsyymien lähde.

Taq ADN -polymeraasi on entsyymi, joka katalysoi kaksoissidoksen tuottavan substraatin hajottamista, joten se liittyy valaistustyyppisiin entsyymeihin (entsyymit, jotka katalysoivat linkkien vapautumista).

Ottaen huomioon, että se tulee termofiilisestä bakteerista, se kestää pitkittyneitä inkubaatioita korkeissa lämpötiloissa.

On huomattava, että jokaisella organismilla on DNA -polymeraasi replikaatioon, mutta kemiallisen koostumuksensa vuoksi se ei kestä korkeita lämpötiloja.

Siksi Taq -DNA -polymeraasi on tärkein entsyymi, jota käytetään ihmisen genomin sekvenssien ja muiden lajien genomien monistamiseen.

Soveltaa jtk Thermus aquaticus

Vahvistavat fragmentit

Entsyymin lämpöstabiilisuus mahdollistaa sen käytön tekniikoissa DNA -fragmenttien monistamiseksi in vitro replikaation, kuten PCR: n (polymeraasiketjureaktio) kautta.

Tätä varten tarvitaan alkuperäisiä ja lopullisia alukkeita (lyhyt nukleotidisekvenssi, joka tarjoaa lähtökohdan DNA -synteesille), DNA -polymeraasi, deoksihiobonucleótid.

Kaikkien elementtien reaktioputki asetetaan lämpöykleriin välillä 94 - 98 celsiusastetta, DNA: n jakamiseksi yksinkertaisiin ketjuihin.

Voi palvella sinua: Penicillium

Alukkeiden suorituskyky alkaa ja uudelleenlämmitys välillä 75-80 ° C tapahtuu jälleen. Synteesi alkaa DNA: n 5 '3': stä.

Tässä on termostoitavan entsyymin käytön tärkeys. Jos käytetään jotain muuta polymeraasia, se tuhoutuu prosessin toteuttamiseksi tarvittavien äärimmäisten lämpötilojen aikana.

Kary Mullis ja muut Cetus Corporationin tutkijat löysivät poissulkemisen entsyymin lisäämisen jälkeen jokaisen DNA: n lämpö denaturalisoinnin jälkeen. Entsyymi kloonattiin, muokattiin ja esiintyy suurina määrinä kaupallista myyntiä varten.

Katalysoi biokemiallisia reaktioita

Thermosteastable -entsyymien tutkimukset ovat johtaneet levittämiseen valtaviin teollisuusprosesseihin ja ovat olleet suuri edistysaskel molekyylibiologiassa. Bioteknologisesta näkökulmasta niiden entsyymit kykenevät katalysoimaan biokemiallisia reaktioita äärimmäisissä lämpötilan olosuhteissa.

Esimerkiksi tutkimuksia on otettu käyttöön prosessin kehittämiseksi kanan höyhenten hallitsemiseksi ilman mahdollisesti tarttuvia mikro -organismeja käyttämättä.

Keratinoliittisen proteaasin tuotannon välittämä kanankynän biohajoaminen, mikä merkitsee T. Aquaticus Ei -patogeeninen termophilus.

Ruokabiotekniikka

Gluteenihydrolyysi termoaktiivisella peptidaasi -aqualysin1: llä T. Aquaticus, Se alkaa yli 80 ° C pannun kehittämisessä.

Tämä tutkii lämpöstabiilin gluteenin suhteellista vaikutusta leivänmurun tekstuuriin.

Polykoribifenyyliyhdisteiden hajoaminen

Mitä tulee teollisuusalan hyödyllisyyteen, entsyymeihin Thermus aquaticus Termofiilisinä bakteereina niitä levitetään polykoribifenyyliyhdisteiden hajoamisessa (PCB).

Näitä yhdisteitä käytetään kylmäaineena sähkölaitteissa. Myrkyllisyys on hyvin laaja ja sen hajoaminen on hyvin hidasta.

Viitteet

1. Brock, TD., Jäädyttää H. Thermus aquaticus gen. n. ja SP. n., Kaatumaton äärimmäinen termofiili (1969). J Bakterioli. Osa. 98 (1). 289-297.
2. Dreifus cortes, George. Mikrobien maailma. Toimitusrahasto. Meksiko (2012).
3. Mutta Poza J, Ciriza J, Zaragoza P, Osta R ja Rodellar C. Polymeraasiketjureaktion (PCR) perusta. Aquatic Nº 15, marraskuu (2001).
4. Ruiz-aguilar, Graciela M. Lens., Polyklooroitujen bifenyylien (BPC) biohajoaminen mikro-organismien avulla ... University Act [Online] (2005), 15 (touko-elokuu). Saatavana Redalycissä.org.
5. Sharp R, William R. Termos -lajike. Bioteeknologian käsikirjat. Springer Science Business Media, LLC. (tuhatyhdeksänsataayhdeksänkymmentäviisi).