Thermus aquaticus är en termofil bakterie, upptäckt av Thomas Brock 1967, belägen i Phylum Deinococcus-Thermus. Det är en gramnegativ, heterotrofisk och aerob mikroorganism, som har termisk stabilitet som en inneboende egenskap.
Det erhålls från en mängd varma källor mellan 50 ° C och 80 ° C, och pH 6,0 till 10,5, i Yellowstone National Park och i Kalifornien i Nordamerika. Det har också isolerats från artificiella termiska livsmiljöer.
Det är en källa till värmebeständiga enzymer, som överlever de olika denatureringscyklerna. I detta sammanhang är proteiner och enzymer av särskilt intresse för bioteknikindustrin..
Så här används enzymerna som komponerar den vid genteknik, i polymeraskedjereaktionen (PCR) och som ett vetenskapligt och kriminaltekniskt undersökningsverktyg (Williams och Sharp, 1995).
Artikelindex
De Thermus aquaticus När den utsätts för Gram-färgningsprocessen får den en fuchsia-färg. Detta beror på att peptidoglykanväggen är extremt tunn så att färgämnespartiklarna inte fastnar i den..
Denna bakterie är utformad för att klara extremt höga temperaturer. Detta innebär att deras naturliga livsmiljö är platser på planeten där temperaturen överstiger 50 ° C.
I denna mening har denna bakterie isolerats från gejsrar, den vanligaste är Yellowstone National Park; från varma källor runt om i världen samt från konstgjorda varmvattenmiljöer.
Detta betyder att Thermus aquaticus det är en bakterie, det måste vara i miljöer som förser syretillgängligheten för att kunna genomföra dess metaboliska processer.
Detta är en av de mest representativa egenskaperna hos Thermus aquaticus. Denna bakterie har isolerats från platser där temperaturen är extremt hög..
De Thermus aquaticus Det är en mycket speciell och resistent bakterie, eftersom proteinerna i de flesta levande varelser vid så höga temperaturer som de som den stöder är denaturerade och upphör oåterkalleligt att utföra sina funktioner.
Denna bakterie har en tillväxt temperatur som sträcker sig från 40 ° C till 79 ° C, med den optimala tillväxt temperaturen är 70 ° C..
Liksom alla heterotrofa organismer kräver denna bakterie organiska föreningar som finns i miljön för att utvecklas. De viktigaste källorna till organiskt material är bakterier och alger som finns i omgivningen, liksom den omgivande jorden..
Det optimala pH vid vilket Thermus aquaticus den kan utvecklas utan att proteinerna som gör att den tappar sin funktion. Det är mellan 7,5 och 8. Det är värt att komma ihåg att på pH-skalan 7 är neutral. Ovanför detta är det alkaliskt och under det surt.
Thermus aquaticus Det är en mikroorganism som har varit mycket användbar på experimentell nivå på grund av dess förmåga att leva i miljöer med höga temperaturer..
Tja, genom många undersökningar har det fastställts att det syntetiserar många enzymer som, märkligt nog, i andra mikroorganismer, vid samma temperaturer, blir denaturerade och tappar sin funktion.
Enzymerna syntetiseras av Thermus aquaticus som har studerats mest är;
Denna mikroorganism är inramad enligt det klassiska synsättet:
Bakterierna Thermus aquaticus tillhör gruppen stavformade bakterier (baciller). Cellerna är ungefär 4 till 10 mikron stora. Mycket stora celler kan ses under mikroskopet, liksom små celler. De har inte cilia eller flagella på cellytan.
Cell Thermus aquaticus Den har ett membran som i sin tur består av tre lager: ett inre plasmaskikt, ett yttre grovt utseende och en mellanliggande.
En av de särskiljande egenskaperna hos denna typ av bakterier är att det finns strukturer som ser ut som stavar i dess inre membran, som kallas runda kroppar..
På samma sätt innehåller dessa bakterier mycket lite peptidoglykan i cellväggen och till skillnad från grampositiva bakterier innehåller de lipoproteiner..
När de utsätts för naturligt ljus kan bakteriecellerna bli gula, rosa eller röda. Detta beror på pigmenten som finns i bakterieceller..
Det genetiska materialet består av en enda cirkulär kromosom där DNA ingår. Av detta består cirka 65% av guanin- och cytosinnukleotider, varvid tymin- och adenin-nukleotider representerar 35%..
I allmänhet reproducerar bakterier, inklusive T. aquaticus, sexuellt genom celldelning. Den enda DNA-kromosomen börjar replikera; det replikeras för att kunna ärva all genetisk information till dottercellerna på grund av närvaron av enzymet som kallas DNA-polymeras. Vid 20 minuter är den nya kromosomen klar och har fixerats på plats i cellen.
Uppdelningen fortsätter och efter 25 minuter har de två kromosomerna börjat dupliceras. En uppdelning visas i mitten av cellen och vid 38 min. dottercellerna presenterar delningen åtskild av en vägg och slutar aseksuell uppdelning efter 45-50 min. (Dreifus, 2012).
Att vara en gramnegativ bakterie har den ett yttre membran (lipoproteinlager) och periplasma (vattenmembran), där peptidoglykanen är belägen. Inga cilier eller flageller observeras.
Sammansättningen av lipiderna i dessa termofila organismer måste anpassas till fluktuationer i temperaturen i det sammanhang där de utvecklas, för att bibehålla funktionaliteten hos cellulära processer utan att förlora den kemiska stabilitet som krävs för att undvika upplösning vid höga temperaturer (Ray et al..
Å andra sidan har T. aquaticus blivit en sann källa till termostabila enzymer. Taq DNA-polymeras är ett enzym som katalyserar lyset av ett substrat som genererar en dubbelbindning, varför det är relaterat till enzymer av lyastyp (enzymer som katalyserar frisättningen av bindningar).
Eftersom den kommer från en termofil bakterie, motstår den långvariga inkubationer vid höga temperaturer (Lamble, 2009).
Det bör noteras att varje organism har DNA-polymeras för replikering, men på grund av dess kemiska sammansättning motstår den inte höga temperaturer. Det är därför taq DNA-polymeras är det huvudsakliga enzymet som används för att amplifiera sekvenser av det mänskliga genomet, liksom genom av andra arter..
Enzymets termiska stabilitet gör det möjligt att använda det i tekniker för att amplifiera DNA-fragment genom in vitro-replikation, såsom PCR (polymeraskedjereaktion) (Mas och Colbs, 2001).
För detta kräver det initiala och slutliga primers (kort nukleotidsekvens som ger en utgångspunkt för DNA-syntes), DNA-polymeras, deoxiribonukleotidtrifosfat, buffertlösning och katjoner..
Reaktionsröret med alla element placeras i en termisk cykler mellan 94 och 98 grader Celsius, för att dela DNA i enstaka strängar.
Primers prestanda börjar och återuppvärmningen sker igen mellan 75-80 grader Celsius. Initierar syntes från 5 'till 3' änden av DNA.
Här är vikten av att använda det termostabila enzymet. Om någon annan polymeras användes skulle den förstöras under de extrema temperaturer som krävs för att utföra processen..
Kary Mullis och andra forskare vid Cetus Corporation fann uteslutningen av behovet av att tillsätta enzym efter varje cykel av termisk denaturering av DNA. Enzymet klonades, modifierades och producerades i stora mängder för kommersiell försäljning.
Studier av termostabila enzymer har lett till att de tillämpas på ett stort antal industriella processer och har lett till ett genombrott inom molekylärbiologi. Ur en bioteknisk synpunkt kan dess enzymer katalysera biokemiska reaktioner under extrema temperaturförhållanden..
Till exempel har forskning använts för att utveckla en process för att hantera kycklingfjäderavfall utan användning av potentiellt smittsamma mikroorganismer..
Den biologiska nedbrytningen av kycklingfjädern som förmedlats av produktionen av keratinolytiskt proteas, med användning av icke-patogen termofil T. aquaticus, undersöktes (Bhagat, 2012).
Hydrolysen av gluten med det termoaktiva serinpeptidaset aqualysin1 från T. aquaticus börjar över 80 ° C vid brödtillverkning.
Med detta studeras det relativa bidraget av termostabil gluten till brödsmulans struktur (Verbauwhede och Colb, 2017).
När det gäller användningen inom det industriella området används enzymerna från Thermus aquaticus som termofila bakterier vid nedbrytning av polyklorerade bifenylföreningar (PCB).
Dessa föreningar används som kylmedel i elektrisk utrustning. Toxiciteten är mycket bred och dess nedbrytning är mycket långsam (Ruíz, 2005).
Ingen har kommenterat den här artikeln än.