Thermus aquaticus

Thermus aquaticus bakterijska RNA-pn-pnen struktura. Vir: Wikimedia Commons

Kaj je Thermus aquaticus?

Thermus aquaticus Gre. Gre za gram negativen, heterotrofni in aerobni mikroorganizem, ki ima tako lastno lastnost toplotna stabilnost.

Dobimo iz različnih toplotnih virov med 50 ° C in 80 ° C in pH 6.0 do 10.5, v nacionalnem parku Yellowstone in v Kaliforniji, v Severni Ameriki. Izolirana je bila tudi iz umetnih toplotnih habitatov.

Predstavlja vir toplotno -odmevnih encimov, ki preživijo različne cikle denaturacije. V tem okviru so beljakovine in encimi posebno zanimivi za biotehnološko industrijo.

Zato se encimi, ki ga sestavljajo.

Splošne značilnosti Thermus aquaticus

Je gram negativno

The Thermus aquaticus, Ko je podvržen postopku obarvanja z gramom, pridobi barvanje Fuchsia. To je zato, ker je stena pepidoglikana izjemno tanka, zato delci barvila niso ujeti vanjo.

Habitat

Ta bakterija je zasnovana tako, da prenese izjemno visoke temperature. To pomeni, da je njen naravni habitat mesta na planetu, v katerih temperature presegajo 50 ° C.

V tem smislu so bile te bakterije izolirane iz gejerjev, najpogostejše pa so bile tiste iz nacionalnega parka Yellowstone; vroče izvira po vsem svetu, pa tudi umetna okolja vroče vode.

Je aerobna

To pomeni da Thermus aquaticus Gre za bakterijo, ki mora biti nujno v okoljih, ki zagotavljajo razpoložljivost kisika, da bi izvedli svoje presnovne procese.

Je termofilna

To je ena najbolj reprezentativnih značilnosti Thermus aquaticus. Ta bakterija je bila izolirana z mesta, kjer so temperature izjemno visoke.

The Thermus aquaticus To je zelo posebna in odporna bakterija, saj pri temperaturah tako visoke, kot jih podpira, so beljakovine v večini živih bitij denaturirane in nehajo izpolnjevati njihove funkcije.

Ta bakterija ima temperaturo rasti, ki pokriva razpon od 40 ° C do 79 ° C, optimalna temperatura rasti pa 70 ° C.

Je heterotrof

Kot vsak heterotrofni organizem tudi ta bakterija potrebuje organske spojine, ki so prisotne v okolju. Glavni viri organske snovi so bakterije in alge, ki so prisotni v okolici, pa tudi tla naokoli.

Vam lahko služi: Mycobacterium tuberculosis

Se razvija v rahlo alkalnem okolju

Optimalen pH, v katerem Thermus aquaticus Se lahko razvije brez beljakovin, zaradi katerih je izguba funkcije med 7,5 in 8. Vredno je zapomniti, da je na pH lestvici 7 nevtralen. Nad tem je alkalna in pod kislino.

Proizvaja veliko encimov

Thermus aquaticus Gre.

S številnimi preiskavami je bilo ugotovljeno, da sintetizira številne encime, ki so radovedno v drugih mikroorganizmih do teh istih temperatur denaturirani in izgubijo svojo funkcijo.

Encimi, ki sintetizirajo Thermus aquaticus da je bilo več preučenih:

• Aldolaza
• Taq I Restriction Encim
• DNK ligaza
• Alkalna fosfataza
• Dostavi izocitrat
• Amilomaltaza

Filogeneza in taksonomija Thermus aquaticus

Ta mikroorganizem je uokvirjen v klasičnem pristopu:

• Kraljestvo: bakterije
• Phylum: deinococcus-or
• Razred: Deinococci
• Naročilo: Themal
• Družina: Themaceae
• Spol: Termus
• Vrste: Thermus aquaticus.

Morfologija Thermus aquaticus

Bakterije Thermus aquaticus Pripada skupini bakterij v obliki palice (Bacilli). Celice imajo približno 4 in 10 mikronov.

V mikroskopu lahko opazujete zelo velike celice, pa tudi majhne celice. Na celični površini ne predstavljajo cilije ali flagela.

Celica Thermus aquaticus Ima membrano, ki je sestavljena iz treh slojev: notranje plazme, zunanjega grobega videza in vmesnega.

Ena od različnih značilnosti te vrste bakterij je, da v svoji notranji membrani obstajajo strukture, ki so videti kot palice, ki so znane kot zasukana telesa.

Podobno te bakterije vsebujejo zelo malo celične stene peptidoglikana, za razliko od gram pozitivnih bakterij pa vsebuje lipoproteine.

Ko so izpostavljene naravni svetlobi, lahko bakterijske celice vzamejo rumeno, roza ali rdečo obarvanost. To je posledica pigmentov, ki jih vsebuje bakterijske celice.

Genetski material je sestavljen iz enega krožnega kromosoma, v katerem je DNK vsebovana. Od tega približno 65% sestavljajo gvaninski in citozinski nukleotidi, saj so timina in adeninski nukleotidi 35%.

Vam lahko služi: halofili: klasifikacija, osmoza, aplikacije, primeri

Življenjski cikel Thermus aquaticus

Na splošno bakterije, vključno z T. Aquaticus, Aseksualno se razmnožujejo z delitvijo celic.

Edini kromosom DNK se začne ponavljati; Ponovno se podeduje vse genetske informacije hčerinskim celicam, zaradi prisotnosti encima, imenovanega DNA polimeraza. Pri 20 minutah je nov kromosom končan in je postavil mesto v celico.

Divizija se nadaljuje in pri 25 minutah sta se dva kromosoma začela podvojiti. V središču celice se pojavi delitev in pri 38 minutah., Hčerinske celice imajo delitev ločeno s steno in končajo aseksualno delitev pri 45-50 min.

Celična struktura in metabolizem

Ker je gram negativna bakterija, ima zunanjo membrano (lipoproteic plast) in perplazma (vodna membrana), kjer peptidoglikan. Ne opazijo nobene cilije ali flagela.

Sestava lipidov teh termofilnih organizmov je treba prilagoditi nihanjem kontekstne temperature, kjer se razvijajo, za vzdrževanje funkcionalnosti celičnih procesov, ne da bi izgubili potrebno kemično stabilnost, da se prepreči raztapljanje pri visokih temperaturah.

Po drugi strani, T. Aquaticus Je postal pravi vir termostabilnih encimov.

Taq ADN polimeraza je encim, ki katalizira lizo substrata, ki ustvarja dvojno vez, tako da je povezana z encimi tipa LIAS (encimi, ki katalizirajo sproščanje povezav).

Glede na dejstvo, da izvira iz termofilne bakterije, se upira podaljšanim inkubacijam pri visokih temperaturah.

Treba je opozoriti, da ima vsak organizem DNK polimerazo za podvajanje, vendar se zaradi svoje kemične sestave ne upira visokim temperaturam.

Zato je polimeraza Taq DNA glavni encim, ki se uporablja za amplifikacijo sekvenc človeškega genoma, pa tudi genome drugih vrst.

Aplikacije Thermus aquaticus

Ojačati fragmente

Toplotna stabilnost encima omogoča, da se v tehnikah uporabi za ojačanje fragmentov DNK skozi replikacijo in vitro, kot je PCR (verižna reakcija polimeraze).

Za to so potrebni začetni in končni temeljni premazi (kratko nukleotidno zaporedje, ki zagotavlja izhodišče za sintezo DNK), DNA polimeraza, deoksiribonukleotid.

Reakcijska cev z vsemi elementi je nameščena v termocikle med 94 in 98 stopinj Celzija, da DNK razdeli na preproste verige.

Vam lahko služi: penicillium

Učinkovitost prajmov se začne in ponovno ogrevanje med 75-80 ° C se spet pojavi. Sinteza se začne od 5 'do 3' konca DNK.

Tu leži pomen uporabe termostabilnega encima. Če bi uporabili katero koli drugo polimerazo, bi jo uničili med ekstremnimi temperaturami, potrebnimi za izvedbo postopka.

Kary Mullis in drugi raziskovalci v podjetju Cetus Corporation so odkrili izključitev potrebe po dodajanju encima po vsakem ciklu toplotne denaturalizacije DNK. Encim je bil kloniran, spremenjen in se pojavlja v velikih količinah za komercialno prodajo.

Katalizirajte biokemične reakcije

Študije termostabilnih encimov so vodile na veliko industrijskih procesov in so bile odličen napredek v molekularni biologiji. Z biotehnološkega vidika lahko njihovi encimi katalizirajo biokemične reakcije v ekstremnih temperaturnih pogojih.

Na primer, uporabljene so bile raziskave za razvoj procesa za upravljanje piščančje perje brez uporabe potencialno nalezljivih mikroorganizmov.

Biorazgradnja piščančjega peresa, posredovana s proizvodnjo keratinolitske proteaze, kar pomeni T. Aquaticus Neapatogeni termofil.

Biotehnologija hrane

Glutenska hidroliza s termoaktivno peptidazo Aqualysin1 T. Aquaticus, Začne se nad 80 ° C pri izdelavi ponve.

To preučuje relativni prispevek termostabilnega glutena k teksturi kruha.

Razgradnja poliklorobifenilnih spojin

Glede uporabnosti na industrijskem področju, encimi Thermus aquaticus Kot termofilne bakterije se uporabljajo pri razgradnji poliklorobifenilnih spojin (PCB).

Te spojine se uporabljajo kot hladilna sredstva v električni opremi. Toksičnost je zelo široka in njegova degradacija je zelo počasna.

Reference

1. Brock, td., Zamrznitev h. Thermus aquaticus gen. n. in sp. n., Neporulacijski ekstremni termofil (1969). J bakteriol. Vol. 98 (1). 289-297.
2. Dreifus Cortes, George. Svet mikrobov. Sklad uredništva za ekonomsko kulturo. Mehika (2012).
3. Toda, Poza J, Ciriza J, Zaragoza P, Osta R in Rodellar C. Temelj verižne reakcije polimeraze (PCR). Vodna nº 15, november (2001).
4. Ruiz-Aguilar, Graciela M. L., Biorazgradnja polikloriranih bifenilov (BPC) z mikroorganizmi ... Univerzitetni zakon [na spletu] (2005), 15 (maj-avgust). Na voljo v Redalyc.org.
5. Sharp R, William R. Specie Thermus. Priročniki za biotekologijo. Springer Science Business Media, LLC. (devetnajst devetdeset pet).