Charakteristiky termofilných baktérií, biotop, jedlo

Ten Termofilné baktérie Sú to tie, ktoré majú schopnosť vyvíjať sa v prostrediach s teplotami vyššími ako 50 ° C. Biotopy týchto mikroorganizmov sú veľmi nepriateľské miesta, ako sú hydrotermálne komíny, sopečné oblasti, horúce pramene a púšte,. Podľa teplotného rozsahu, ktoré podporujú, sú tieto mikroorganizmy klasifikované ako extrémne a hypertermofilné termofily.

Termofily sú vyvinuté v teplotnom rozsahu medzi 50 a 68 ° C, čo je ich optimálna rastová teplota viac ako 60 ° C. Extrémne termofily rastú v rozmedzí od 35 do 70 ° C, s optimálnou teplotou 65 ° C a hypertermofily žijú v teplotnom intervale medzi 60 a 115 ° C, s optimálnym rastom pri ≥80 ° C.

Obrázok vľavo: prostredie, v ktorom žijú termofilné baktérie. Správny obrázok: Figuratívne znázornenie termofilných baktérií. Zdroj: Pxher ľavý obrázok, pravý obrázok Pixabay

Ako príklady termofilných baktérií všeobecne je možné spomenúť: GEOBAcillus stearotermophilus, deferribacter desulfurikáni, Marinithermus Hydrotermalis, a Thermus Aquaticus, medzi inými.

Tieto mikroorganizmy majú špeciálne štrukturálne vlastnosti, ktoré im poskytujú schopnosť odolávať vysokej teplote. V skutočnosti je ich morfológia taká odlišná, že sa nemôžu vyvinúť pri menších teplotách.

[TOC]

Charakteristika

Termofilné baktérie majú sériu charakteristík, vďaka ktorým sú prispôsobené prostrediu s veľmi vysokými teplotami.

Na jednej strane má bunková membrána týchto baktérií vysoký počet nasýtených lipidov s dlhým reťazcom. To im umožňuje vyrovnať sa s vysokými teplotami a udržiavať primeranú priepustnosť a flexibilitu.

Na druhej strane, hoci je známe, že proteíny sú zvyčajne denaturované pri vysokých teplotách, proteíny prítomné v termofilných baktériách majú kovalentné väzby, ktoré interagujú hydrofóbne. Táto funkcia poskytuje stabilitu tohto typu baktérií.

Podobne aj enzýmy produkované termofilnými baktériami sú termostabilné proteíny, pretože môžu cvičiť svoje funkcie v nepriateľskom prostredí, kde sa tieto baktérie vyvíjajú, bez straty svojej konfigurácie.

Vo vzťahu k ich rastovej krivke majú termofilné baktérie vysokú mieru reprodukcie, ale majú kratší polovičný život ako iné druhy mikroorganizmov.

Užitočnosť termofilných baktérií v priemysle

V súčasnosti rôzne typy odvetví používajú enzýmy bakteriálneho pôvodu na vykonávanie rôznych procesov. Niektoré z nich pochádzajú z termofilných baktérií.

Môže vám slúžiť: Porphyromonas gingivalis: Charakteristiky, morfológia, životný cyklus

Medzi najčastejšie izolované enzýmy termofilných baktérií s možnými aplikáciami na priemyselnej úrovni patria A-amylázy, xylaináza, polymeráza, mačatá a serín-protea, všetky termosyesesské enzýmy, všetky termostabilné.

Tieto enzýmy sú špeciálne, pretože sú schopné pôsobiť pri vysokých teplotách, kde by boli denaturované ďalšie podobné enzýmy vyrobené mezofilnými baktériami.

Preto sú ideálne pre procesy, ktoré vyžadujú vysoké teploty alebo procesy, kde je nevyhnutné minimalizovať proliferáciu mezofilných baktérií.

Príklady

Ako príklad použitia enzýmov termofilných baktérií v priemysle je možné spomenúť použitie DNA polymerázy (Taq polymeráza) v technike polymerázovej reťazovej reakcie (PCR).

Táto technika denatures DNA pri vysokých teplotách, bez rizika, že je poškodená enzým Taq polymeráza. Prvá použitá taq polymeráza bola izolovaná od druhu Thermus Aquaticus.

Na druhej strane, termofilné baktérie sa môžu použiť na minimalizáciu poškodenia spôsobeného znečistením životného prostredia.

Napríklad určité výskumy odhalili, že niektoré termofilné baktérie môžu eliminovať zlúčeniny, ktoré sú toxické pre životné prostredie. To je prípad polychlórbifenylu (látka znečisťujúcich látok prítomná v plastoch a chladivách, medzi inými zlúčeninami).

Je to možné, pretože určité termofilné baktérie môžu používať prvky, ako je bifenyl, 4-chlórbiphenyl a benzoová kyselina ako zdroj uhlíka. Preto degradujú polychlórbiphenyly, čím ich eliminujú z prostredia.

Na druhej strane sú tieto baktérie vynikajúce na recykláciu prvkov, ako je dusík a síra na zemi. Z tohto dôvodu môžu byť použité na prirodzené oplodnenie pôdy bez potreby umelých hnojív (chemikálie).

Podobne niektorí vedci navrhujú použitie termofilných baktérií na získanie látok, ktoré vytvárajú alternatívnu energiu, ako sú bioplyn, bionafta a bioetanol hydrolýzou poľnohospodárskeho odpadu, čo je v prospech procesov bioremediácie.

Biotop

Biotop termofilných baktérií je tvorený pozemkami alebo morskými miestami charakterizovanými ich vysokými teplotami. Ďalšími faktormi, ktoré sprevádzajú teplotu, sú pH média, koncentrácia solí a chemických zlúčenín (organické a anorganické), ktoré môžu byť prítomné.

V závislosti od špecifických charakteristík životného prostredia sa v ňom vyvinie určitý typ termofilných baktérií alebo iných.

Medzi najbežnejšie biotopy pre tento typ baktérií je možné spomenúť: Hydrotermálne komíny, sopečné oblasti, horúce pramene a púšte.

Môže vám slúžiť: Chrysophyta

Kŕmenie

Termofilné baktérie zvyčajne vyžadujú rast komplexných plodín. Medzi živiny, ktoré sa môžu vyžadovať, patria nasledujúce: kvasinkový extrakt, triptón, kasaminky, glutamát, prolín, serín, celolobiosa, trehalóza, sacharóza, oct a pyruvát.

Agar používaný na izoláciu niektorých termofilných baktérií je agar Luria-Ber-Tani. Obsahuje hydrolyzovaný kazeín, kvasinkový extrakt, NaCl, agar a destilovaná voda s pH upraveným na 7.0 ± 0.2.

Termofilné baktérie ako spracované znečisťujúce látky

Väčšina termofilných baktérií sú saprofyty a nevytvárajú choroby u ľudí. Pri výrobe potravín však môžu existovať faktory, ktoré uprednostňujú proliferáciu termofilných mikroorganizmov, ktoré môžu byť škodlivé.

Ako príklad sa pri výrobe mliečnych výrobkov používa ako metóda dekontaminácie potravín. Táto metóda má zaručiť kvalitu zdravia; Nie je to však neomylné, pretože sporulované termofilné baktérie môžu tento proces prežiť.

Dôvodom je, že hoci vegetatívna bunka väčšiny sporuovaných baktérií nie je odolná voči termorám, spóry sú.

Existujú sporulované baktérie, ktoré predstavujú skutočné nebezpečenstvo pre ľudskú spotrebu. Napríklad spóry nasledujúceho druhu: Cereus Bacillus, Clostridium botulorium, Clostridium perfringens, theoanaerobacterium xylanolyticum, geobacillus  Stearothhermofilus. 

V konzervách s nízkou aktivitou sú zvyčajne napadnuté anaeróbnymi termofilnými baktériami, ako sú napríklad Geobacillus Stearothhermofilus. Táto baktéria fermentuje uhľohydráty a vytvára nepríjemnú kyslú chuť v dôsledku výroby mastných kyselín s krátkym reťazcom.

Podobne môže byť kontaminovaná vysoká aktivita kontaminovaná Clostridium termosaccharolyticum. Tento mikroorganizmus je vysoko trýznivý a vytvára konombáciu plechovky pre vysokú výrobu plynu.

Na jeho časť, Desulfotomaculum nigrificans Tiež zaútočí na konzervované potraviny. Aj keď CAN nevykazuje žiadne známky zmeny, pri odhalení plechovky je možné vnímať silnú vôňu kyseliny a pozoruje sa sčernené jedlo. Čierna farba je preto, že baktérie produkujú kyselinu sulfhydrovú, ktorá zase reaguje so železom nádoby, ktorá tvorí zlúčeninu tejto farby.

Konečne, Bacillus cereus a clostridium perfringens vyrábať otravu potravinami a Clostridium botulorium V potravinách oddeľuje silný neurotoxín, ktorý pri konzumácii spôsobuje smrť.

Môže vám slúžiť: Bacillus clausii

Príklady termofilných baktérií

Rodotermus obamensis

Morské baktérie, gram negatívny bacil, heterotrof, aeróbny a hypertermofil.

Žáner Cádicellulosiruptor

Anaeróbne baktérie, pozitívne, extrémne, sporené gramy.

Triedu Thermomicrobium

Sú to aeróbne hypertermofilové baktérie, heterotrofy, s variabilným gramom.

Rodotermus marinus

Gram negatívny, aeróbny, extrémny a halofilový termofilný bacil. Študovala sa jej produkcia termostabilných enzýmov, najmä na hydrolyzovacie polysacharidy a pre syntézu DNA, oba zaujímavé pre priemysel.

Deferribacter desulfurikáni

Anaeróbne baktérie, extrémny termophilus, heterotrof, redukcia síry, dusičnan a arzenát.

Marinithermus Hydrotermalis

Gram negatívne bacily alebo vlákna, extrémny termophilus, prísny aeróbny heterotrofický.

Themodesulfobacterium hydrogeniphilum

Morské druhy, hypertermofil, anaeróbny, gram negatívny, chemolitotrof (redukcia sulfátu), nie sporulovaný.

Thermus Aquaticus

Gram negatívne, hypertermofilné, heterotrofické a aeróbne baktérie. Syntetizuje termostabilný enzým používaný v technike PCR nazývaná TAQ ADN polymeráza.

Sulfurivirga

Extrémny termophilus, mikroaerofilný quimiolittrofil, oxidant tiosulantu.

Geobacillus Stearothhermofilus Pred zavolaným Bacillus stearotermophilus

Gram pozitívny bacil, sporulovaný, extrémny termophilus. Jeho spóry sa používajú v mikrobiologických laboratóriách ako biologická kontrola na vyhodnotenie správneho fungovania autoklávy.

rod Nautilia 

Druh tohto rodu sa vyznačuje tým, že sú gramne negatívne, hypertermofily, hoci ich rastový rozsah je široký, morský život, netvorí spóry, sú povinné anaeróby alebo mikroaerofilné.

Porovnávacia tabuľka medzi najrelevantnejším druhom

Zdroj: Pripravil autor MSC. Marielsa Gil.

Odkazy

1. Gallut p. Izolácia a kultivácia mikroorganizmov spojených s onkoidmi hydrotermálnych manspelizácií Santispac, Bahía Concepción, BCS, Mexiko. Diplomová práca na získanie magisterského titulu vo vede. Biologický výskum. 2016. K dispozícii na: Cibnor.Úložisko.
2. Bjornsdottir SH, Blondal T, Hreggvidsson Go, Eggertsson G, Petursdottir S, Hjorleifsdottir S, Thorbjardottir SH, Kristjanson JK. Rodotermus marinus: fyziológia a molekulárna biológia. Extrémofily. 2006; 10 (1): 1-16. K dispozícii v: CBI.NLM.NIH.Vláda.
3. Thermus Aquaticus.„ Wikipedia, encyklopédia zadarmo. 24. novembra 2018, 10:28 UTC. 9. mája 2019, 01:55 je.Wikipedia.Alebo
4. Thwaite J, Atkins H. Sterilizačný test bacily. V lekárskej mikrobiológii (osemdesiate vydanie).
5. Králi t. Morská bakteriálna biodiverzita: Nové kultivovateľné taxóny. Diplomová práca rozhodnúť pre titul lekára v biotechnológii. Katedra mikrobiológie a ekológie. 2012. K dispozícii na: Valencia University.
6. Sako Y, Takai K, Ishida a Uchida A, Katayama a. Rhodotermus obamensis sp. nov., do modernej línie extrémne termofilných morských baktérií. Int j Syst bakteriol. Devätnásť deväťdesiat šiestich; 46 (4): 1099-104.
7. Rieky m. Neida, Crespo m. Carla f., Terrazas s. Luis e., Alvarez a. Maria t. Izolácia termofilných anaeróbnych kmeňov produkujúcich bunky a hemicelázy zapojené do výroby bioetanolu prostredníctvom tradičnej a netradičnej kultúry a izolačných techník. Biofarbo. 2007; 15 (1): 43-50. K dispozícii v: Bolívijské časopisy.orgán.b