Карактеристике Тхермус акуатицус, животни циклус, апликације



Тхермус акуатицус је термофилна бактерија, коју је открио Тхомас Броцк 1967. године и налази се у Пхилум Деиноцоццус-Тхермус. Ради се о грам-негативном, хетеротрофном и аеробном микроорганизму, који као својство има топлинску стабилност.

Добија се из различитих термалних извора између 50 ° Ц и 80 ° Ц, и пХ 6,0 до 10,5, у Националном парку Иелловстоне иу Калифорнији у Северној Америци. Такође је изолован из вештачких термалних станишта.

То је извор ензима отпорних на топлоту, који преживљавају различите циклусе денатурације. У овом контексту, протеини и ензими су од посебног интереса за биотехнолошку индустрију.

Тако се ензими који га чине користе у генетичком инжењерингу, у ланчаној реакцији полимеразе (ПЦР), и као средство за научна и форензичка истраживања (Виллиамс и Схарп, 1995)..

Индек

  • 1 Опште карактеристике
  • 2 Филогенија и таксономија
  • 3 Морфологија
  • 4 Животни циклус
  • Структура ћелија и метаболизам
  • 6 Апликације
    • 6.1 Појачајте фрагменте
    • 6.2 Катализовати биохемијске реакције
    • 6.3 Биотехнологија хране
    • 6.4 Деградација поликлорираних бифенилних једињења
  • 7 Референце

Опште карактеристике

То је грам негативно

Тхе Тхермус акуатицус када се подвргне процесу обојења по Граму добија боју боје фуксије. То је зато што је зид пептидогликана изузетно танак тако да честице боје нису заробљене у њему.

Хабитат

Ова бактерија је дизајнирана да издржи екстремно високе температуре. То значи да је његово природно станиште места на планети где температуре прелазе 50 ° Ц.

У том смислу, ова бактерија је изолована од гејзира, што је најчешћи случај у Националном парку Иелловстоне; вреле воде широм света, као и вештачке вреловодне средине.

То је аеробик

То значи да Тхермус акуатицус То је бактерија која се мора налазити у срединама које обезбеђују доступност кисеоника за спровођење њихових метаболичких процеса.

То је термофилно

Ово је једна од најрепрезентативнијих карактеристика Тхермус акуатицус. Ова бактерија је изолована са места где су температуре изузетно високе.

Тхе Тхермус акуатицус То је врло посебна и отпорна бактерија, јер на високим температурама као што је она коју подржава, протеини у већини живих бића су денатурирани и престају да обављају своје функције неповратно.

Ова бактерија има температуру раста од 40 ° Ц до 79 ° Ц, уз оптималну температуру раста од 70 ° Ц.

Он је хетеротрофан

Као и сваки други хетеротрофни организам, ова бактерија захтева развој органских једињења присутних у околини. Главни извори органске материје су бактерије и алге присутне у околини, као и земљиште у околини.

Развија се у благо алкалним срединама

Оптимални пХ код којег Тхермус акуатицус Може се развити без протеина који чине да изгуби своју функцију између 7,5 и 8. Важно је упамтити да је на пХ скали 7 неутрално. Изнад тога је алкална и испод киселине.

Он производи много ензима

Тхермус акуатицус То је микроорганизам који је експериментално веома користан због своје способности да живи у срединама са високим температурама.

Па, кроз бројна истраживања утврђено је да синтетизира бројне ензиме који, знатижељно, у другим микроорганизмима, при истим температурама, денатурирају и губе функцију.

Ензими који синтетишу Тхермус акуатицус оно што је највише проучавано;

  • Алдоласе
  • Так И рестрикциони ензим
  • ДНА Лигасе
  • Алкална фосфатаза
  • Исоцитрате дехидрогенасе
  • Амиломалтаза

Филогенија и таксономија

Овај микроорганизам је уоквирен класичним приступом:

  • Краљевство: Бактерије
  • Тип: Деиноцоццус- Тхермус
  • Класа: Деиноцоцци
  • Ордер: Тхермалес
  • Породица: Тхермацеае
  • Жанр: Тхермус
  • Врста: Тхермус акуатицус.

Морфологија

Бактерија Тхермус акуатицус спада у групу бактерија у облику штапа (бацили). Ћелије имају приближну величину између 4 и 10 микрона. У микроскопу можете видети веома велике ћелије, као и мале ћелије. Нема цилија или флагела на површини ћелије.

Ћелија Тхермус акуатицус Има мембрану која се састоји од три слоја: унутрашње плазме, спољашње са грубим изгледом и средњег..

Једна од карактеристичних карактеристика ове врсте бактерија је да у њеној унутрашњој мембрани постоје структуре које изгледају као шипке, које су познате као одјек тијела..

На исти начин, ове бактерије садрже врло мало пептидогликана у ћелијским зидовима и, за разлику од грам-позитивних бактерија, садрже липопротеине.

Када су изложене природној светлости, ћелије бактерија могу попримити жуту, ружичасту или црвену боју. То је због пигмената који се налазе у бактеријским ћелијама.

Генетски материјал се састоји од једног кружног хромозома у коме се налази ДНК. Од тога, приближно 65% чине нуклеотиди гванина и цитозина, будући да нуклеотиди Тхимине и Аденине представљају 35%.

Животни циклус

Генерално, бактерије, укључујући Т. акуатицус, репродукују се асексуално путем дељења ћелија. Једини ДНК хромозом почиње да се реплицира; она се реплицира да би могла да наследи све генетичке информације из ћелија ћерке, због присуства ензима који се зове ДНК полимераза. На 20 минута нови хромозом је комплетан и фиксиран на месту у ћелији.

Подела се наставља и на 25 мин, два хромозома су почела да се удвостручују. Дијељење се појављује у средишту ћелије и на 38 мин. ћелије ћерке имају поделу раздвојену зидом, завршавајући асексуалну поделу на 45-50 мин. (Дреифус, 2012).

Структура ћелија и метаболизам

Пошто је то грам-негативна бактерија, она има спољну мембрану (липопротеински слој) и периплазму (водену мембрану), где се налази пептидогликан. Нема цилија, нема флагела.

Састав липида ових термофилних организама мора да се прилагоди флуктуацијама температуре контекста у којем се развијају, да би се одржала функционалност ћелијских процеса, без губитка хемијске стабилности неопходне да се избегне растварање на високим температурама (Раи ет ал. 1971).

С друге стране, Т. акуатицус је постао прави извор термостабилних ензима. Так ДНА полимераза је ензим који катализира лизу супстрата који генерише двоструку везу, тако да је повезан са ензимима типа лијазе (ензими који катализују ослобађање веза)..

С обзиром да долази из термофилне бактерије, отпорна је на дуготрајне инкубације на високим температурама (Ламбле, 2009).

Треба напоменути да сваки организам има ДНК полимеразу за репликацију, али због свог хемијског састава не одолијева високим температурама. Зато је так ДНА полимераза главни ензим који се користи за амплификацију секвенци хуманог генома, као и генома других врста..

Апплицатионс

Амплифи фрагментс

Термичка стабилност ензима омогућава да се користи у техникама за амплификацију ДНА фрагмената путем ин витро репликације, као што је ПЦР (ланчана реакција полимеразе) (Мас анд Цолбс, 2001)..

За ово су потребни почетни и коначни прајмери ​​(кратка нуклеотидна секвенца која обезбеђује полазну тачку за синтезу ДНК), ДНК полимераза, деоксирибонуклеотиди трифосфат, пуфер и катиони..

Реакциона цев са свим елементима налази се у термалном циклеру између 94 и 98 степени Целзијуса, да би се ДНК поделила на једноставне ланце.

Почетак рада прајмера и поновног загревања се понавља између 75-80 степени Целзијуса. Започните синтезу од 5 'краја до 3' ДНК.

Ево важности употребе термостабилног ензима. Ако би се користила било која друга полимераза, она би била уништена током екстремних температура неопходних за спровођење процеса.

Кари Муллис и други истраживачи у Цетус корпорацији открили су искључивање потребе за додавањем ензима након сваког циклуса термалне денатурације ДНК. Ензим је клониран, модификован и произведен у великим количинама за комерцијалну продају.

Катализовати биохемијске реакције

Истраживања термостабилних ензима довела су до примене у великом опсегу индустријских процеса и била су пробој у молекуларној биологији. Са биотехнолошке тачке гледишта, њени ензими могу да катализују биохемијске реакције у екстремним температурним условима.

На пример, развијено је истраживање како би се развио процес управљања отпадом од пилећег перја без употребе потенцијално инфективних микроорганизама..

Испитивали смо биоразградњу пилећег пера посредованог производњом кератинолитичке протеазе, што подразумева употребу термофилног непатогеног Т. акуатицус (Бхагат, 2012).

Фоод биотецхнологи

Хидролиза глутена термоактивном серин пептидазом акуалисин1 Т. акуатицус, почиње при 80 ° Ц у прављењу хлеба.

На овај начин се проучава релативни допринос термостабилног глутена текстури хлебне мрвице (Вербаувхеде и Цолб, 2017)..

Деградација поликлорираних бифенилних једињења

Што се тиче корисности у индустријском пољу, ензими Тхермус акуатицус као термофилних бактерија примењују се у разградњи поликлорираних бифенила (ПЦБ).

Ова једињења се користе као расхладна средства у електричној опреми. Токсичност је веома широка и њена деградација је веома спора (Руиз, 2005).

Референце

  1. Броцк, ТД., Фреезе Х. Тхермус акуатицус ген. н. анд сп. н., за нонспорулатинг екстремни термофил. 1969. Ј Бацтериол. Вол. 98 (1). 289-297.
  2. Дреифус Цортес, Георге. Свет микроба. Уводник Економска позадина. Мексико 2012.
  3. Феррерас П. Елои Р. Изражавање и проучавање термостабилних ензима биотехнолошког интереса Аутономни универзитет у Мадриду. ДОЦТОРАЛ ТХЕСИС Мадрид. 2011. Доступно на: репоситорио.уам.ес.
  4. Мас Е, Поза Ј, Цириза Ј, Зарагоза П, Оста Р и Роделлар Ц. Основа реакције ланчане полимеразе (ПЦР). АкуаТИЦ бр. 15, новембар 2001.
  5. Руиз-Агуилар, Грациела М. Л., Биодеградација полихлорираних бифенила (ПЦБ) микроорганизама ... Универзитетски акт [онлине] 2005, 15 (мај-август). Доступно на редалиц.орг.
  6. Схарп Р, Виллиам Р. Тхермус специе. Биотецхнологи Хандбоокс. Спрингер Сциенце Бусинесс Медиа, ЛЛЦ. 1995.