Thermus Aquaticus

Termus Aquaticus bakteriálna RNA-pnen štruktúra. Zdroj: Wikimedia Commons

Čo je Thermus Aquaticus?

Thermus Aquaticus Je to termofilná baktéria, ktorú objavil Thomas Brock v roku 1967, ktorý sa nachádza na okraji deinococcus-t-typ. Je to gram negatívny, heterotrofický a aeróbny mikroorganizmus, ktorý má ako vnútornú vlastnosť tepelnú stabilitu.

Získava sa z rôznych tepelných zdrojov medzi 50 ° C a 80 ° C a pH 6.0 až 10,5, v národnom parku Yellowstone av Kalifornii v Severnej Amerike. Bol tiež izolovaný od umelých tepelných biotopov.

Predstavuje zdroj enzýmov rezistentných na teplo, ktoré prežívajú rôzne denaturačné cykly. V tejto súvislosti sú proteíny a enzýmy osobitne zaujímavé pre biotechnologický priemysel.

Preto sa enzýmy, ktoré ho tvoria, používajú v genetickom inžinierstve, v polymerázovej reťazovej reakcii (PCR) a ako nástroj pre vedecký a forenzný výskum.

Všeobecné charakteristiky Thermus Aquaticus

Je gram negatívny

Ten Thermus Aquaticus, Ak je vystavený procesu farbenia gramu, získava Fuchsia sfarbenie. Je to preto, že stena pepidoglykánu je extrémne tenká, takže častice farbiva v nej nie sú uväznené.

Biotop

Táto baktéria je navrhnutá tak, aby odolala extrémne vysokým teplotám. To znamená, že jeho prirodzené prostredie sú miesta na planéte, v ktorej teploty presahujú 50 ° C.

V tomto zmysle boli tieto baktérie izolované od Geyseres, ktoré sú najbežnejšie baktérie národného parku Yellowstone; horúcich prameňov po celom svete, ako aj umelé prostredie horúcej vody.

Je to aeróbne

To znamená, že Thermus Aquaticus Je to baktéria, ktorá musí byť nevyhnutne v prostrediach, ktoré poskytujú dostupnosť kyslíka s cieľom vykonať svoje metabolické procesy.

Je to termofilné

Toto je jedna z najreprezentatívnejších charakteristík Thermus Aquaticus. Táto baktéria bola izolovaná z miest, kde sú teploty extrémne vysoké.

Ten Thermus Aquaticus Je to veľmi špeciálna a rezistentná baktéria, pretože pri teplotách tak vysokých, ako sú tie, ktoré podporuje, sú bielkoviny vo väčšine živých bytostí denaturované a zastavujú ich funkcie nezvratne.

Táto baktéria má rastovú teplotu, ktorá pokrýva rozsah od 40 ° C do 79 ° C, pričom optimálna rastová teplota je 70 ° C.

Je to heterotrof

Rovnako ako každý heterotrofický organizmus, aj táto baktéria vyžaduje, aby sa v prostredí vyvíjali organické zlúčeniny prítomné v prostredí. Hlavné zdroje organických látok sú baktérie a riasy prítomné v okolí, ako aj zem okolo.

Môže vám slúžiť: Mycobacterium tuberculosis

Vyvíja sa v mierne alkalických prostrediach

Optimálne pH, v ktorom Thermus Aquaticus Môže sa vyvinúť bez proteínov, ktoré ju spôsobujú, že strata svojej funkcie je medzi 7,5 a 8. Je potrebné si uvedomiť, že na stupnici pH 7 je neutrálny. Nad tým je zásaditý a pod kyselinou.

Produkuje veľa enzýmov

Thermus Aquaticus Je to mikroorganizmus, ktorý bol veľmi užitočný na experimentálnej úrovni kvôli jeho schopnosti žiť pri vysokých teplotách.

Prostredníctvom mnohých vyšetrovaní sa zistilo, že syntetizuje početné enzýmy, ktoré sú podivne v iných mikroorganizmoch k rovnakým teplotám denaturované a strácajú svoju funkciu.

Enzýmy, ktoré syntetizujú Thermus Aquaticus že viac bolo študovaných: je:

• Aldoláza
• Taq I reštrikčný enzým
• DNA ligáza
• Alkalický fosfát
• Oslobodiť
• Amilomaltáza

Fylogenéza a taxonómia Thermus Aquaticus

Tento mikroorganizmus je zarámovaný klasickým prístupom:

• Kráľovstvo: baktérie
• Phylum: deinococcus-alebo
• Trieda: Deinococci
• Objednávka: THEAL
• Rodina: Themaceae
• Rod: Termus
• Druh: Thermus Aquaticus.

Morfológia Thermus Aquaticus

Baktérie Thermus Aquaticus Patrí do skupiny baktérií v tvare baru (bacilli). Bunky majú približnú veľkosť medzi 4 a 10 mikrónmi.

V mikroskope môžete pozorovať veľmi veľké bunky, ako aj malé bunky. Nezastupujú cilia alebo bičíky na povrchu bunky.

Bunka Thermus Aquaticus Má membránu, ktorá sa zase pozostáva z troch vrstiev: vnútorná plazma, vonkajší hrubý vzhľad a medziprodukt.

Jednou z diferenciálnych charakteristík tohto typu baktérií je to, že vo svojej vnútornej membráne existujú štruktúry, ktoré vyzerajú ako tyče, ktoré sú známe ako roté telá.

Podobne tieto baktérie obsahujú veľmi málo peptidoglykánovej bunkovej steny a na rozdiel od gramne pozitívnych baktérií obsahuje lipoproteíny.

Ak sú bakteriálne bunky vystavené prírodnému svetlu. Je to kvôli pigmentu, ktoré sú obsiahnuté v bakteriálnych bunkách.

Genetický materiál je tvorený jediným kruhovým chromozómom, v ktorom je DNA obsiahnutá. Z toho je približne 65% zložené z guanínových a cytozínových nukleotidov, pretože nukleotidy Timina a adenínu predstavujú 35%.

Môže vám slúžiť: halofily: klasifikácia, osmóza, aplikácie, príklady

Životný cyklus Thermus Aquaticus

Všeobecne baktérie vrátane Tón. Vodný, Reprodukujú asexuálne podľa bunkového delenia.

Jediný chromozóm DNA sa začína replikovať; Replikuje sa tak, aby zdedila všetky genetické informácie do dcérskych buniek v dôsledku prítomnosti enzýmu nazývaného DNA polymeráza. Po 20 minútach je nový chromozóm dokončený a nastavila miesto v bunke.

Divízia pokračuje a po 25 minútach sa tieto dve chromozómy začali zdvojnásobiť. Divízia sa objaví v strede bunky a po 38 minútach., Dcérske bunky majú divíziu oddelené stenou a končí asexuálne rozdelenie na 45 až 50 minút.

Bunková štruktúra a metabolizmus

Ako gramne negatívna baktéria má vonkajšiu membránu (lipoproteická vrstva) a perplasma (vodná membrána), kde peptidoglykán. Nepozorujú sa žiadne cilia alebo bičíky.

Zloženie lipidov týchto termofilných organizmov sa musí prispôsobiť kolísaniu teploty kontextu, kde sa vyvíjajú, aby sa udržala funkčnosť bunkových procesov, bez straty potrebnej chemickej stability, aby sa zabránilo rozpusteniu pri vysokých teplotách.

Na druhej strane, Tón. Vodný Stal sa skutočným zdrojom termostabilných enzýmov.

TAQ ADN polymeráza je enzým, ktorý katalyzuje lýzu substrátu generujúceho dvojitú väzbu, takže súvisí s enzýmami typu LIASE (enzýmy, ktoré katalyzujú uvoľňovanie odkazov).

Vzhľadom na skutočnosť, že pochádza z termofilnej baktérie, odoláva predĺženým inkubáciám pri vysokých teplotách.

Je potrebné poznamenať, že každý organizmus má na replikáciu DNA polymerázu, ale kvôli jej chemickému zloženiu odoláva vysokým teplotám.

Z tohto dôvodu je Taq DNA polymeráza hlavným enzýmom používaným na amplifikáciu sekvencií ľudského genómu, ako aj genómy iných druhov.

Žiadosti Thermus Aquaticus

Zosilniť fragmenty

Tepelná stabilita enzýmu umožňuje jeho použitie v technikách na amplifikáciu fragmentov DNA prostredníctvom replikácie in vitro, ako je PCR (polymerázová reťazová reakcia).

Na tento účel sú potrebné počiatočné a konečné priméry (krátka nukleotidová sekvencia, ktorá poskytuje východiskový bod pre syntézu DNA), DNA polymerázu, deoxyribonukleótid.

Reakčná trubica so všetkými prvkami je umiestnená v termokykleri medzi 94 a 98 stupňami Celzia, aby sa DNA rozdelila do jednoduchých reťazcov.

Môže vám slúžiť: Penicillium

Začína sa výkon primérov a znovu sa objavuje ohrievanie medzi 75-80 ° C. Syntéza začína od 5 'do 3' konca DNA.

Tu leží dôležitosť použitia termostabilného enzýmu. Ak by sa použila iná polymeráza, bola by zničená počas extrémnych teplôt potrebných na vykonanie procesu.

Kary Mullis a ďalší vedci v spoločnosti Cetus Corporation objavili vylúčenie potreby pridať enzým po každom cykle tepelnej denaturalizácie DNA. Enzým bol klonovaný, modifikovaný a vyskytuje sa vo veľkom množstve na komerčný predaj.

Katalyzovať biochemické reakcie

Štúdie o termosteovateľných enzýmoch viedli aplikáciu k veľkému množstvu priemyselných procesov a boli veľkým pokrokom v molekulárnej biológii. Z biotechnologického hľadiska sú ich enzýmy schopné katalyzovať biochemické reakcie v extrémnych teplotných podmienkach.

Napríklad vyšetrovania boli nasadené na vývoj procesu riadenia kuracieho peria bez použitia potenciálne infekčných mikroorganizmov.

Biodegradácia kuracieho pera sprostredkovaná výrobou keratinolitickej proteázy, ktorá znamená použitie Tón. Vodný Nepatogénny termophilus.

Biotechnológia potravín

Gluténová hydrolýza pomocou termloaktívnej peptidázy aqualysin1 Tón. Vodný, Začína nad 80 ° C v vypracovaní panvice.

Toto študuje relatívny príspevok termostabilného lepku k textúre drobky chleba.

Degradácia polychlórbifenylových zlúčenín

Pokiaľ ide o užitočnosť v priemyselnej oblasti, enzýmy Thermus Aquaticus Ako termofilné baktérie sa aplikujú pri degradácii polychlórbifenylových zlúčenín (PCB).

Tieto zlúčeniny sa používajú ako chladivá v elektrických zariadeniach. Toxicita je veľmi široká a jej degradácia je veľmi pomalá.

Odkazy

1. Brock, TD., Zmraziť h. Thermus Aquaticus gen. n. a SP. n., Nevyupenie extrémneho termofilu (1969). J bakteriol. Zvuk. 98 (1). 289-297.
2. Dreifus Cortes, George. Svet mikróbov. Fond redakčnej hospodárskej kultúry. Mexiko (2012).
3. Ale, Poza J, Ciriza J, Zaragoza P, Osta R a Rodellar C. Základ polymerázovej reťazovej reakcie (PCR). Vodné č. 15, november (2001).
4. Ruiz-Aguilar, Graciela m. L., Biodegradácia polychlórovaných bifenylov (BPC) mikroorganizmami ... University Act [Online] (2005), 15 (máj-august). K dispozícii v redalyc.orgán.
5. Sharp R, William R. Termus. Príručky pre biothecnology. Springer Science Business Media, LLC. (Devätnásť deväťdesiatpäť).