Thermous aquaticus

Thermus aquaticus Bakterielle RNA-PN-Pnen-Struktur. Quelle: Wikimedia Commons

Was ist der Thermous aquaticus?

Thermous aquaticus Es handelt. Es handelt.

Es wird aus einer Vielzahl von thermischen Quellen zwischen 50 ° C und 80 ° C und pH 6 erhalten.0 bis 10,5, im Yellowstone National Park und in Kalifornien, in Nordamerika. Es wurde auch aus künstlichen thermischen Lebensräumen isoliert.

Es bildet eine Quelle von Wärme -resistenten Enzymen, die die verschiedenen Denaturierungszyklen überleben. In diesem Zusammenhang sind Proteine ​​und Enzyme für die biotechnologische Industrie von besonderem Interesse.

Daher werden die Enzyme, aus denen es zusammengesetzt ist.

Allgemeine Eigenschaften von Thermous aquaticus

Es ist gramm negativ

Der Thermous aquaticus, Wenn es dem Grammfärbungsprozess ausgesetzt ist, erhält es eine Fuchsia -Färbung. Dies liegt daran, dass die pepidoglykanische Wand extrem dünn ist, so.

Lebensraum

Dieses Bakterium soll extrem hohe Temperaturen standhalten. Dies impliziert, dass sein natürlicher Lebensraum Standorte auf dem Planeten sind, an denen die Temperaturen 50 ° C überschreiten.

In diesem Sinne wurde diese Bakterien aus Geyseres isoliert, was die häufigsten des Yellowstone -Nationalparks ist. von heißen Quellen auf der ganzen Welt sowie künstlicher heißer Wasserumgebungen.

Es ist aerob

Das bedeutet, dass Thermous aquaticus Es ist ein Bakterium, das sich notwendigerweise in Umgebungen befinden muss, die Sauerstoffverfügbarkeit bieten, um seine Stoffwechselprozesse durchzuführen.

Es ist thermophil

Dies ist eines der repräsentativsten Merkmale der Thermous aquaticus. Dieses Bakterium wurde von Stellen isoliert, an denen die Temperaturen extrem hoch sind.

Der Thermous aquaticus Es ist ein ganz besonderes und resistent.

Dieses Bakterium hat eine Wachstumstemperatur, die einen Bereich von 40 ° C bis 79 ° C abdeckt, wobei die optimale Wachstumstemperatur 70 ° C beträgt.

Es ist Heterotroph

Wie jeder heterotrophe Organismus benötigt dieses Bakterium organische Verbindungen, die in der Umwelt vorhanden sind. Die Hauptquellen für organische Substanz sind Bakterien und Algen, die in der Umgebung vorhanden sind, sowie der Boden um.

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Es entwickelt sich in leicht alkalischen Umgebungen

Der optimale pH -Wert, bei dem die Thermous aquaticus Es kann sich ohne die Proteine ​​entwickeln, aus denen es besteht, seine Funktion zu verlieren, liegt zwischen 7,5 und 8. Es ist sich daran zu erinnern, dass es auf der pH -Skala 7 neutral ist. Darüber ist alkalisch und unter Säure.

Produziert viele Enzyme

Thermous aquaticus Es ist ein Mikroorganismus, der auf experimenteller Ebene aufgrund seiner Fähigkeit, bei hohen Temperaturen zu leben, sehr nützlich war.

Durch viele Untersuchungen wurde festgestellt, dass es zahlreiche Enzyme synthetisiert.

Die Enzyme, die die synthetisieren Thermous aquaticus Das wurden mehr untersucht::

• Aldolase
• Taq I Restriktionsenzym
• DNA -Ligase
• Alkalische Phosphatase
• Liefern Sie Isokitrate
• Amilomaltase

Phylogenese und Taxonomie von Thermous aquaticus

Dieser Mikroorganismus wird unter dem klassischen Ansatz umrahmt:

• Königreich: Bakterien
• Phylum: Deinococcus-or
• Klasse: Deinococci
• Ordnung: themal
• Familie: Themaceae
• Geschlecht: Thermus
• Spezies: Thermous aquaticus.

Morphologie von Thermous aquaticus

Die Bakterien Thermous aquaticus Es gehört zur Gruppe von bar -fischten Bakterien (Bacilli). Die Zellen haben eine ungefähre Größe zwischen 4 und 10 Mikrometer.

Im Mikroskop können Sie sehr große Zellen sowie kleine Zellen beobachten. Sie präsentieren keine Zilien oder Flagellen auf der Zelloberfläche.

Die Zelle von Thermous aquaticus Es hat eine Membran, die sich wiederum aus drei Schichten zusammensetzt: ein inneres Plasma, ein externes raues Erscheinungsbild und ein Zwischenprodukt.

Eine der unterschiedlichen Eigenschaften dieser Art von Bakterien ist, dass es in ihrer inneren Membran Strukturen gibt, die wie Stäbe aussehen, die als gedrehte Körper bekannt sind.

In ähnlicher Weise enthalten diese Bakterien nur sehr wenig Peptidoglycan -Zellwand und im Gegensatz zu Gram -positiven Bakterien enthält sie Lipoproteine.

Bakterienzellen können natürliches Licht ausgesetzt werden, und können eine gelbe, rosa oder rote Färbung annehmen. Dies liegt an Pigmenten, die in Bakterienzellen enthalten sind.

Das genetische Material besteht aus einem einzelnen kreisförmigen Chromosom, in dem die DNA enthalten ist. Davon bestehen ungefähr 65% aus Guanin- und Cytosin -Nukleotiden, da Timina und Adenin -Nukleotide 35% repräsentieren.

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Lebenszyklus von Thermous aquaticus

Im Allgemeinen Bakterien, einschließlich T. Aquaticus, Sie reproduzieren asexuell nach Zellteilung.

Das einzige DNA -Chromosom beginnt repliziert zu werden; Es wird repliziert, um alle genetischen Informationen an Tochterzellen zu erben, da das Enzym namens DNA -Polymerase als DNA. Nach 20 Minuten ist das neue Chromosom vollständig und hat einen Platz in der Zelle gesetzt.

Die Division geht weiter und bei 25 Minuten haben die beiden Chromosomen begonnen, sich zu verdoppeln. Eine Division erscheint in der Mitte der Zelle und bei 38 Minuten., Die Tochterzellen haben die Division durch eine Wand getrennt und beendet die asexuelle Division 45-50 min.

Zellstruktur und Stoffwechsel

Da es sich um ein gramnegatives Bakterium handelt, hat es eine äußere Membran (lipoprotische Schicht) und Perplasma (wässrige Membran), wobei Peptidoglycancankan. Es werden keine Zilien oder Flagellen beobachtet.

Die Zusammensetzung der Lipide dieser thermophilen Organismen muss an die Schwankungen der Kontexttemperatur angepasst werden, an der sie sich entwickeln, um die Funktionalität zellulärer Prozesse aufrechtzuerhalten, ohne die notwendige chemische Stabilität zu verlieren, um die Auflösung bei hohen Temperaturen zu vermeiden.

Andererseits, T. Aquaticus Es ist zu einer echten Quelle thermosteller Enzyme geworden.

Die Taq -ADN -Polymerase ist ein Enzym, das die Lyse eines Substrats katalysiert und eine Doppelbindung erzeugt. Daher hängt sie mit Liases -Typ -Enzymen zusammen (Enzyme, die die Freisetzung von Links katalysieren).

Angesichts der Tatsache, dass es aus einem thermophilen Bakterium stammt, widersteht es längere Inkubationen bei hohen Temperaturen.

Es ist zu beachten, dass jeder Organismus für die Replikation eine DNA.

Aus diesem Grund ist die Taq -DNA -Polymerase das Hauptenzym, das verwendet wird, um Sequenzen des menschlichen Genoms sowie Genome anderer Spezies zu amplifizieren.

Anwendungen von Thermous aquaticus

Fragmente verstärken

Die thermische Stabilität des Enzyms ermöglicht es in Techniken, um DNA -Fragmente durch In -vitro -Replikation wie PCR zu amplifizieren (Polymerasekettenreaktion).

Zu diesem Zeitpunkt sind anfängliche und endgültige Primer erforderlich (kurze Nukleotidsequenz, die einen Ausgangspunkt für die DNA -Synthese liefert), DNA -Polymerase, Desoxyribonucleótid.

Das Reaktionsrohr mit allen Elementen wird in einem Thermocycler zwischen 94 und 98 Grad Celsius platziert, um die DNA in einfache Ketten zu teilen.

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Die Leistung der Primer beginnt und das Wiedererwärmen zwischen 75 und 80 ° C tritt erneut auf. Die Synthese beginnt vom 5 'bis 3' Ende der DNA.

Hier liegt die Bedeutung der Verwendung von thermostbarem Enzym. Wenn eine andere Polymerase verwendet wird, wird sie während der extremen Temperaturen zerstört, die zur Durchführung des Prozesses erforderlich sind.

Kary Mullis und andere Forscher der Cetus Corporation entdeckten den Ausschluss der Notwendigkeit, nach jedem Zyklus der thermischen Denaturalisierung von DNA Enzym hinzuzufügen. Das Enzym wurde kloniert, modifiziert und tritt in großen Mengen für den kommerziellen Verkauf auf.

Biochemische Reaktionen katalysieren

Studien zu thermostestbaren Enzymen haben die Anwendung auf eine Vielzahl von industriellen Prozessen geführt und waren ein großer Fortschritt in der molekularen Biologie. Aus biotechnologischer Sicht sind ihre Enzyme in der Lage, biochemische Reaktionen unter extremen Temperaturbedingungen zu katalysieren.

Beispielsweise wurden Untersuchungen eingesetzt, um einen Prozess zur Verwaltung von Hühnerfedern ohne die Verwendung potenziell infektiöser Mikroorganismen zu entwickeln.

Der biologische Abbau des Hühnerstift T. Aquaticus Nicht -pathogener Thermophilus.

Lebensmittelbiotechnologie

Glutenhydrolyse durch die thermoaktive Peptidase Aqualysin1 T. Aquaticus, Es beginnt über 80 ° C bei der Ausarbeitung der Pfanne.

Dies untersucht den relativen Beitrag des thermostabilen Glutens zur Textur des Brotkrümels.

Verschlechterung von Polychlorobiphenylverbindungen

In Bezug auf Nützlichkeit im industriellen Bereich die Enzyme von Thermous aquaticus Als thermophile Bakterien werden sie zum Abbau von Polychlorobiphenylverbindungen (PCB) angewendet.

Diese Verbindungen werden als Kältemittel in elektrischen Geräten verwendet. Die Toxizität ist sehr breit und ihr Abbau ist sehr langsam.

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