תרמוס aquaticus מאפיינים, מחזור החיים, יישומים

תרמוס אקוואטיקוס הוא חיידק thermophilic, התגלה על ידי תומאס ברוק בשנת 1967, הממוקם Phylum Deinococcus-Thermus. זהו מיקרואורגניזם שלילי שלילי, הטרוטרופי ואירובי, שיש לו כמאפיין פנימי את היציבות התרמית.

זה מתקבל ממגוון מקורות תרמיים בין 50 מעלות צלזיוס ל 80 מעלות צלזיוס, ו pH 6.0 ל 10.5, בפארק הלאומי ילוסטון בקליפורניה של צפון אמריקה. הוא גם היה מבודד מ בית גידול תרמי מלאכותי.

זהו מקור של אנזימים עמידי חום, אשר לשרוד את מחזורי denaturation שונים. בהקשר זה, חלבונים ואנזימים הם בעלי עניין מיוחד בתעשיית הביוטכנולוגיה.

כך משתמשים האנזימים המרכיבים אותו בהנדסה גנטית, בתגובת שרשרת הפולימראז (PCR) וככלי למחקר מדעי ופלילי (Williams and Sharp, 1995).

אינדקס

• 1 מאפיינים כלליים
• 2 פילוגניות וטקסונומיה
• 3 מורפולוגיה
• מחזור חיים
• מבנה התא ומטבוליזם
• 6 יישומים
  • 6.1 להגביר שברי
  • 6.2 לזרז תגובות ביוכימיות
  • 6.3 ביוטכנולוגיה של מזון
  • 6.4 השפלה של תרכובות ביפניל פוליכלורינליות
• 7 הפניות

מאפיינים כלליים

זה גרם שלילי

ה תרמוס אקוואטיקוס כאשר הוא נתון תהליך גרם הכתם הוא רוכש צבע פוקסיה. הסיבה לכך היא הקיר של peptidoglycan הוא דק מאוד, כך חלקיקי צבע אינם לכודים בו.

בית גידול

חיידק זה נועד לעמוד בטמפרטורות גבוהות מאוד. זה מרמז כי בית הגידול הטבעי שלה הוא מקומות על כדור הארץ שבו הטמפרטורות עולה על 50 מעלות צלזיוס.

במובן זה, חיידק זה היה מבודד מן גייזרים, להיות הנפוצים ביותר של הפארק הלאומי ילוסטון; של מעיינות חמים ברחבי העולם, כמו גם סביבות מים חמים מלאכותיים.

זה אירובי

משמעות הדבר היא כי תרמוס אקוואטיקוס זהו חיידק חייב להיות בסביבות המספקים זמינות חמצן לבצע את התהליכים המטבוליים שלהם.

זה thermophilic

זהו אחד המאפיינים המייצגים ביותר של תרמוס אקוואטיקוס. חיידק זה היה מבודד מאתרים שבהם הטמפרטורות גבוהות מאוד.

ה תרמוס אקוואטיקוס זהו חיידק מיוחד ועמיד, מכיוון שבטמפרטורות גבוהות כמו אלה שהוא תומך בהן, החלבונים במרבית היצורים החיים מפוגגים ומפסיקים לבצע את תפקידיהם באופן בלתי הפיך.

חיידק זה יש טמפרטורת הצמיחה נע בין 40 מעלות צלזיוס עד 79 מעלות צלזיוס, עם טמפרטורת צמיחה אופטימלית של 70 מעלות צלזיוס.

הוא הטרוטרופי

כמו כל אורגניזם heterotrophic, חיידק זה דורש תרכובות אורגניות נוכח בסביבה לפתח. המקורות העיקריים של חומר אורגני הם חיידקים אצות נוכח בסביבה, כמו גם את הקרקע מסביב.

הוא מתפתח בסביבות אלקליות קלות

PH האופטימלי שבו תרמוס אקוואטיקוס יכול להתפתח ללא חלבונים זה עושה את זה לאבד את הפונקציה שלהם הוא בין 7.5 ל 8. ראוי לזכור כי בסולם ה- pH 7 הוא נייטרלי. מעל זה הוא בסיסי וחומצה מתחת.

זה מייצר הרבה אנזימים

תרמוס אקוואטיקוס זהו מיקרואורגניזם כי כבר מאוד שימושי ניסיוני בשל יכולתו לחיות בסביבות עם טמפרטורות גבוהות.

ובכן, באמצעות חקירות רבות נקבע כי הוא מסנתז אנזימים רבים, באופן מוזר, מיקרואורגניזמים אחרים, באותן טמפרטורות אותו, להכחיש ולאבד את תפקידם.

האנזימים המסנתזים את תרמוס אקוואטיקוס מה נלמדו ביותר הם;

• אלדולז
• טאק אני הגבלת אנזים
• דנ"א ליגז
• פוספטאז אלקליין
• Isiditrate dehydrogenase
• אמילומלטז

פילוגניות וטקסונומיה

מיקרואורגניזם זה ממוסגר תחת הגישה הקלאסית:

• ממלכתיות: חיידקים
• מחסה: Deinococcus- תרמוס
• מחלקה: Deinococci
• להזמין: Thermales
• משפחה: תרמי
• ז'אנר: תרמוס
• מינים: תרמוס אקוואטיקוס.

מורפולוגיה

החיידק תרמוס אקוואטיקוס שייך לקבוצה של חיידקים בצורת מוט (bacilli). התאים יש גודל משוער של בין 4 ל 10 מיקרון. במיקרוסקופ ניתן לראות תאים גדולים מאוד, כמו גם תאים קטנים. אין סרגלים או פלגלות על פני התא.

התא של תרמוס אקוואטיקוס יש לה קרום שבתורה מורכב משלוש שכבות: פלסמה פנימית, חיצונית עם מראה מחוספס ורמת ביניים..

אחד המאפיינים הבולטים של סוג זה של חיידקים הוא שבקרום הפנימי שלה יש מבנים שנראים כמו מוטות, הידועים כגופים מהדהדים..

באותו אופן, חיידקים אלה מכילים מעט מאוד peptidoglycan בקירות התא שלהם, שלא כמו חיידקים חיובי גרם, הם מכילים ליפופרוטאינים.

כאשר הם נחשפים לאור טבעי, תאי החיידק יכולים ללבוש צבע צהוב, ורוד או אדום. זאת בשל פיגמנטים הכלולים בתאים חיידקיים.

החומר הגנטי מורכב מכרומוזום עגול יחיד שבו מכיל הדנ"א. מתוך זה, כ 65% מורכב נוקליאוטידים של גואנין ציטוזין, להיות כי נוקליאוטידים של תימין ואדנין מייצגים 35%.

מחזור החיים

באופן כללי, חיידקים, כולל T. aquaticus, להתרבות באופן בלתי נפרד על ידי חלוקת התא. הכרומוזום הדנ"א היחיד מתחיל לשכפל; זה משכפל כדי להיות מסוגל לרשת את כל המידע הגנטי מתאי הבת, בשל נוכחותו של האנזים שנקרא פולימראז DNA. ב 20 דקות כרומוזום החדש הוא שלם קבוע באתר בתא.

החלוקה נמשכת וכ -25 דקות, שני הכרומוזומים החלו להכפיל. חלוקה מופיעה במרכז התא וב -38 דקות. בת הבת יש חלוקת מופרדים על ידי קיר, סיום חטיבה מינית ב 45-50 דקות. (Dreifus, 2012).

מבנה התא ומטבוליזם

כי זה חיידק שלילי גרם, יש קרום חיצוני (שכבת lipoprotein) ו periplasm (קרום מימית), שבו peptidoglycan נמצא. ללא שם: לא cilia, לא flagella הם נצפו.

הרכב השומנים של אורגניזמים תרמופיליים אלה חייב להתאים את התנודות של הטמפרטורה של ההקשר שבו הם מפתחים, כדי לשמור על הפונקציונליות של תהליכים תאיים, מבלי לאבד את היציבות הכימית הדרושה כדי למנוע פירוק בטמפרטורות גבוהות (Ray et al. 1971).

מצד שני, T. aquaticus הפך מקור אמיתי של אנזימים thermostable. פולימרז ה- DNA של ה- Taq, הוא אנזים המזרז את תמוגה של המצע המוליך קשר כפול, ולכן הוא קשור לאנזימים מסוג lyase (אנזימים המזרזים את שחרור הקשרים).

בהתחשב בכך שהוא מגיע חיידק thermophilic, הוא מתנגד incubations ממושך בטמפרטורות גבוהות (Lamble, 2009).

יש לציין כי כל אורגניזם יש פולימראז DNA לשכפול, אך בשל ההרכב הכימי שלה לא להתנגד לטמפרטורות גבוהות. לכן פולימרז טאק DNA הוא האנזים העיקרי המשמש להגברת רצפים של הגנום האנושי, כמו גם את הגנום של מינים אחרים.

יישומים

להגביר את השברים

היציבות התרמית של האנזים מאפשרת לו להשתמש בטכניקות כדי להגביר את שברי הדנ"א באמצעות שכפול במבחנה, כגון PCR (תגובת שרשרת פולימראז) (Mas and Colbs, 2001).

לשם כך, primers ראשונית וסופית (רצף נוקלאוטיד קצר המספק נקודת התחלה לסינתזת ה- DNA), DNA polymerase, deoxyribonucleotides triphosphate, חיץ וקטיונים נדרשים.

הצינור התגובה עם כל האלמנטים ממוקמת cycler תרמית בין 94 ל 98 מעלות צלזיוס, כדי לחלק את ה- DNA לרשתות פשוטות.

התחל את הביצועים של primers ו התחממות מתרחשת שוב בין 75-80 מעלות צלזיוס. הפעל את הסינתזה מן הקצה 5 'ל 3' של ה- DNA.

הנה החשיבות של שימוש אנזים thermostable. אם כל פולימראז אחר היה בשימוש, זה ייהרס במהלך הטמפרטורות הקיצוניות הדרושות כדי לבצע את התהליך.

Kary Mullis וחוקרים אחרים בחברת Cetus Corporation, גילו את ההדרה של הצורך להוסיף אנזים לאחר כל מחזור של denaturation תרמי של ה- DNA. האנזים היה משובט, שונה, והפיק בכמויות גדולות למכירה מסחרית.

קטליז תגובות ביוכימיות

מחקרים של אנזימים thermostable הובילו היישום למגוון עצום של תהליכים תעשייתיים כבר פריצת דרך בביולוגיה מולקולרית. מנקודת מבט ביוטכנולוגית, האנזימים שלה מסוגלים לזרז תגובות ביוכימיות בתנאי טמפרטורה קיצוניים.

לדוגמה, מחקר פותח כדי לפתח תהליך לנהל פסולת עוף נוצה ללא שימוש במיקרואורגניזמים זיהומיות פוטנציאליים..

בדקנו את ההתכלות הביולוגית של עוף העוף בתיווך של פרוטאז קרטיוליטיס, אשר מרמז על השימוש ב- thermophilic שאינו פתוגני T. aquaticus (Bhagat, 2012).

ביוטכנולוגיה של מזון

הידרוליזה של גלוטן על ידי thermoactive serine פפטידז aqualysin1 של T. aquaticus, מתחיל מעל 80 מעלות צלזיוס בייצור לחם.

עם זאת את התרומה היחסית של גלוטן thermostable למרקם של פירור לחם נלמד (Verbauwhede ו Colb, 2017).

השפלה של תרכובות ביפניל פוליכלורינליות

לגבי השירות בתחום התעשייתי האנזימים של תרמוס aquaticus כמו חיידקים thermophilic מוחלים השפלה של תרכובות biphenyls polychlorinated (PCBs).

תרכובות אלו משמשות כמקררים בציוד חשמלי. הרעילות רחבה מאוד והשפלתה איטית מאוד (Ruíz, 2005).

הפניות

1. Brock, TD., להקפיא H. Thermus aquaticus gen. n. ו sp. n, כדי nporporulating תרמופיל קיצוניים. 1969. J Bacteriol. כרך 98 (1). 289-297.
2. דרייפוס קורטס, ג'ורג '. עולם החיידקים. רקע כלכלי כלכלי. מקסיקו 2012.
3. הביטוי ולימוד Ferreras פ אלוי ר של אנזימים thermostable של האוניברסיטה האוטונומית עניין ביוטכנולוגיים של מדריד. דוקטוראל מדריד. 2011. זמין בכתובת: אתה repositorio.uam.es.
4. Mas E, J פוזה, Ciriza J, סראגוסה P, R ו- Rodellar Osta ג רקע של תגובת שרשרת של פולימראז (PCR). אקוויטי מס '15, נובמבר 2001.
5. רואיז-אגילר, גרסיאלה מ L., לפירוק כלוריים ביפנילים (PCBs) על ידי מיקרואורגניזמים ... חוק אוניברסיטת [באינטרנט] 2005, 15 (מאי-אוגוסט). זמין בכתובת redalyc.org.
6. שארפ R, ויליאם ר תרמוס speci. ביוטכנולוגיה. ספרינגר מדע עסקים מדיה, LLC. 1995.