Organisma

Thermus Aquaticus

Thermus Aquaticus
Struktur RNA-PN-PNEN Thermus Aquaticus. Sumber: Wikimedia Commons

Apa itu Thermus Aquaticus?

Thermus Aquaticus Ia adalah bakteria thermophilic, yang ditemui oleh Thomas Brock pada tahun 1967, yang terletak di tepi Deinococcus-the-Type. Ia adalah gram negatif, heterotropik dan mikroorganisma aerobik, yang mempunyai harta intrinsik kestabilan terma.

Ia diperoleh dari pelbagai sumber terma antara 50 ° C dan 80 ° C, dan pH 6.0 hingga 10.5, di Taman Negara Yellowstone dan di California, di Amerika Utara. Ia juga telah diasingkan dari habitat terma buatan.

Ia merupakan sumber enzim haba -resisten, yang bertahan dalam kitaran denaturasi yang berbeza. Dalam konteks ini, protein dan enzim sangat menarik minat industri bioteknologi.

Oleh itu, enzim yang mengarangnya digunakan dalam kejuruteraan genetik, dalam tindak balas rantai polimerase (PCR), dan sebagai alat untuk penyelidikan saintifik dan forensik.

Ciri -ciri umum Thermus Aquaticus

Ia adalah gram negatif

The Thermus Aquaticus, Apabila tertakluk kepada proses pewarnaan gram, ia memperoleh pewarnaan fuchsia. Ini kerana dinding pepidoglycan sangat nipis, jadi zarah pewarna tidak terperangkap di dalamnya.

Habitat

Bakteria ini direka untuk menahan suhu yang sangat tinggi. Ini menunjukkan bahawa habitat semulajadi adalah tapak di planet di mana suhu melebihi 50 ° C.

Dalam pengertian ini, bakteria ini telah diasingkan dari geyseres, yang paling biasa di Taman Negara Yellowstone; mata air panas di seluruh dunia, serta persekitaran air panas buatan.

Ia adalah aerobik

Ini bermakna itu Thermus Aquaticus Ia adalah bakteria yang semestinya berada dalam persekitaran yang menyediakan ketersediaan oksigen untuk menjalankan proses metaboliknya.

Ia adalah thermophilic

Ini adalah salah satu ciri paling mewakili Thermus Aquaticus. Bakteria ini telah diasingkan dari tapak di mana suhu sangat tinggi.

The Thermus Aquaticus Ia adalah bakteria yang sangat istimewa dan tahan, kerana pada suhu setinggi yang disokongnya, protein di kebanyakan makhluk hidup denatured dan berhenti memenuhi fungsi mereka secara tidak langsung.

Bakteria ini mempunyai suhu pertumbuhan yang meliputi julat dari 40 ° C hingga 79 ° C, suhu pertumbuhan optimum ialah 70 ° C.

Ia adalah heterotroph

Seperti mana -mana organisma heterotropik, bakteria ini memerlukan sebatian organik yang terdapat di alam sekitar untuk berkembang. Sumber utama bahan organik adalah bakteria dan alga yang terdapat di sekitarnya, serta tanah di sekitar.

Boleh melayani anda: Mycobacterium tuberculosis

Ia berkembang dalam persekitaran yang sedikit alkali

PH yang optimum di mana Thermus Aquaticus Ia boleh berkembang tanpa protein yang membuatnya kehilangan fungsinya antara 7.5 dan 8. Perlu diingat bahawa pada skala pH 7 ia adalah neutral. Di atas ini adalah alkali dan di bawah asid.

Menghasilkan banyak enzim

Thermus Aquaticus Ia adalah mikroorganisma yang sangat berguna di peringkat eksperimen kerana keupayaannya hidup dalam suhu tinggi.

Melalui banyak siasatan, telah ditentukan bahawa ia mensintesis banyak enzim yang, ingin tahu, dalam mikroorganisma lain kepada suhu yang sama, disenaraikan dan kehilangan fungsi mereka.

Enzim yang mensintesis Thermus Aquaticus Yang lebih banyak dikaji adalah:

  • Aldolase
  • Enzim sekatan Taq I
  • DNA ligase
  • Fosfatase alkali
  • Menyampaikan isocitrate
  • Amilomaltase

Filogenesis dan taksonomi Thermus Aquaticus

Mikroorganisma ini dibingkai di bawah pendekatan klasik:

  • Kerajaan: Bakteria
  • Phylum: Deinococcus-atau
  • Kelas: Deinococci
  • Pesanan: Themal
  • Keluarga: Themaceae
  • Jantina: Thermus
  • Spesies: Thermus Aquaticus.

Morfologi Thermus Aquaticus

Bakteria Thermus Aquaticus Ia tergolong dalam kumpulan bakteria berbentuk bar (bacilli). Sel mempunyai saiz anggaran antara 4 dan 10 mikron.

Dalam mikroskop anda dapat melihat sel -sel yang sangat besar, serta sel kecil. Mereka tidak membentangkan silia atau flagella di permukaan sel.

Sel Thermus Aquaticus Ia mempunyai membran yang seterusnya terdiri daripada tiga lapisan: plasma dalaman, penampilan kasar luaran dan pertengahan.

Salah satu ciri pembezaan bakteria jenis ini ialah dalam membran dalamannya terdapat struktur yang kelihatan seperti rod, yang dikenali sebagai badan berputar.

Begitu juga, bakteria ini mengandungi dinding sel peptidoglycan yang sangat sedikit, dan tidak seperti bakteria positif gram, ia mengandungi lipoprotein.

Apabila terdedah kepada cahaya semula jadi, sel bakteria boleh mengambil warna kuning, merah jambu atau merah. Ini disebabkan oleh pigmen yang terkandung dalam sel bakteria.

Bahan genetik terdiri daripada kromosom bulat tunggal di mana DNA terkandung. Daripada jumlah ini, kira -kira 65% terdiri daripada guanine dan nukleotida sitosin, kerana Timina dan nukleotida adenine mewakili 35%.

Boleh melayani anda: halofil: klasifikasi, osmosis, aplikasi, contoh

Kitaran hidup Thermus Aquaticus

Secara umum, bakteria, termasuk T. Aquaticus, Mereka menghasilkan semula aseksual oleh pembahagian sel.

Satu -satunya kromosom DNA mula direplikasi; Ia direplikasi untuk mewarisi semua maklumat genetik kepada sel anak perempuan, kerana kehadiran enzim yang dipanggil polimerase DNA. Pada 20 minit kromosom baru selesai dan telah menetapkan tempat di dalam sel.

Bahagian ini berterusan dan pada 25 minit, kedua -dua kromosom telah mula berganda. Bahagian muncul di tengah sel dan pada 38 minit., Sel Daughter mempunyai bahagian yang dipisahkan oleh dinding, mengakhiri bahagian aseksual pada 45-50 min.

Struktur dan metabolisme selular

Menjadi bakteria negatif gram, ia mempunyai membran luar (lapisan lipoproteik) dan perclasma (membran berair), di mana peptidoglycan. Tiada silia atau flagella diperhatikan.

Komposisi lipid organisma thermophilic ini mesti disesuaikan dengan turun naik suhu konteks di mana mereka berkembang, untuk mengekalkan fungsi proses selular, tanpa kehilangan kestabilan kimia yang diperlukan untuk mengelakkan pembubaran pada suhu tinggi.

Sebaliknya, T. Aquaticus Ia telah menjadi sumber enzim termostable yang benar.

Polimerase ADN Taq adalah enzim yang memangkinkan lisis substrat yang menghasilkan ikatan berganda, jadi ia berkaitan dengan enzim jenis liases (enzim yang memangkinkan pelepasan pautan).

Memandangkan hakikat bahawa ia berasal dari bakteria thermophilic, ia menentang inkubasi yang berpanjangan pada suhu tinggi.

Harus diingat bahawa setiap organisma mempunyai polimerase DNA untuk replikasi, tetapi disebabkan oleh komposisi kimianya tidak menahan suhu tinggi.

Itulah sebabnya polimerase DNA taq adalah enzim utama yang digunakan untuk menguatkan urutan genom manusia, serta genom spesies lain.

Aplikasi Thermus Aquaticus

Menguatkan serpihan

Kestabilan haba enzim membolehkan ia digunakan dalam teknik untuk menguatkan serpihan DNA melalui replikasi in vitro, seperti PCR (tindak balas rantai polimerase).

Untuk ini, primer awal dan akhir diperlukan (urutan nukleotida pendek yang menyediakan titik permulaan untuk sintesis DNA), polimerase DNA, deoxyribonucleótid.

Tiub tindak balas dengan semua elemen diletakkan dalam termosikler antara 94 dan 98 darjah Celsius, untuk membahagikan DNA ke rantai mudah.

Boleh melayani anda: Penicillium

Prestasi primer bermula dan pemanasan semula antara 75-80 ° C berlaku lagi. Sintesis bermula dari akhir 5 'hingga 3' DNA.

Di sini terdapat kepentingan menggunakan enzim termostable. Sekiranya polimerase lain digunakan, ia akan dimusnahkan semasa suhu melampau yang diperlukan untuk menjalankan proses.

Kary Mullis dan penyelidik lain di Cetus Corporation, mendapati pengecualian keperluan untuk menambah enzim selepas setiap kitaran denaturalisasi haba DNA. Enzim itu diklonkan, diubahsuai dan berlaku dalam kuantiti yang banyak untuk jualan komersial.

Memangkinkan tindak balas biokimia

Kajian enzim termostestable telah membawa aplikasi ke pelbagai proses perindustrian dan telah menjadi kemajuan yang hebat dalam biologi molekul. Dari sudut pandangan bioteknologi, enzim mereka dapat memangkinkan tindak balas biokimia dalam keadaan suhu yang melampau.

Sebagai contoh, siasatan telah digunakan untuk membangunkan proses untuk menguruskan bulu ayam tanpa menggunakan mikroorganisma yang berpotensi berjangkit.

Biodegradasi pena ayam yang dimediasi oleh pengeluaran protease keratinolitik, yang membayangkan penggunaan T. Aquaticus Thermophilus bukan patogen.

Bioteknologi Makanan

Hidrolisis gluten oleh peptidase termoaktif aqualysin1 T. Aquaticus, Ia bermula melebihi 80 ° C dalam penjelasan kuali.

Ini mengkaji sumbangan relatif gluten termostable kepada tekstur roti.

Degradasi sebatian polychlorobiphenyl

Mengenai kegunaan dalam bidang perindustrian, enzim Thermus Aquaticus Oleh kerana bakteria thermophilic ia digunakan dalam kemerosotan sebatian polychlorobiphenyl (PCB).

Sebatian ini digunakan sebagai penyejuk dalam peralatan elektrik. Ketoksikan sangat luas dan kemerosotannya sangat perlahan.

Rujukan

  1. Brock, TD., Membekukan h. Thermus aquaticus gen. n. dan sp. n., Thermophile yang tidak melampau (1969). J Bacteriol. Vol. 98 (1). 289-297.
  2. Dreifus Cortes, George. Dunia mikrob. Dana Budaya Ekonomi Editorial. Mexico (2012).
  3. Tetapi, Poza J, Ciriza J, Zaragoza P, Osta R dan Rodellar C. Asas tindak balas rantai polimerase (PCR). Akuatik Nº 15, November (2001).
  4. Ruiz-Aguilar, Graciela m. L., Biodegradasi biphenyls polychlorinated (BPCs) oleh mikroorganisma ... Akta Universiti [Online] (2005), 15 (Mei-Ogos). Terdapat di Redalyc.org.
  5. Sharp R, William R. Specie Thermus. Buku Panduan Biothecnology. Springer Science Business Media, LLC. (Sembilan-belas sembilan puluh lima).