Thermus aquaticus

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

Apakah yang Thermus aquaticus?

Thermus aquaticus Ini adalah bakteri termofilik, ditemukan oleh Thomas Brock pada tahun 1967, yang terletak di tepi deinococcus-the-type. Ini adalah gram negatif, mikroorganisme heterotrofik dan aerobik, yang memiliki sifat intrinsik stabilitas termal.

Ini diperoleh dari berbagai sumber termal antara 50 ° C dan 80 ° C, dan pH 6.0 hingga 10.5, di Taman Nasional Yellowstone dan di California, di Amerika Utara. Itu juga telah diisolasi dari habitat termal buatan.

Ini merupakan sumber enzim yang tahan panas, yang bertahan dari siklus denaturasi yang berbeda. Dalam konteks ini, protein dan enzim adalah minat khusus bagi industri bioteknologi.

Oleh karena itu, enzim yang menyusunnya digunakan dalam rekayasa genetika, dalam reaksi rantai polimerase (PCR), dan sebagai alat untuk penelitian ilmiah dan forensik.

Karakteristik umum Thermus aquaticus

Itu gram negatif

Itu Thermus aquaticus, Saat mengalami proses pewarnaan gram, ia memperoleh warna fuchsia. Ini karena dinding pepidoglikan sangat tipis, jadi partikel pewarna tidak terperangkap di dalamnya.

Habitat

Bakteri ini dirancang untuk menahan suhu yang sangat tinggi. Ini menyiratkan bahwa habitat aslinya adalah situs di planet di mana suhu melebihi 50 ° C.

Dalam hal ini, bakteri ini telah diisolasi dari geyseres, menjadi yang paling umum dari Taman Nasional Yellowstone; mata air panas di seluruh dunia, serta lingkungan air panas buatan.

Itu aerobik

Ini berarti itu Thermus aquaticus Ini adalah bakteri yang harus di lingkungan yang memberikan ketersediaan oksigen untuk melakukan proses metabolismenya.

Itu adalah termofilik

Ini adalah salah satu karakteristik paling representatif dari Thermus aquaticus. Bakteri ini telah diisolasi dari situs di mana suhu sangat tinggi.

Itu Thermus aquaticus Ini adalah bakteri yang sangat istimewa dan resisten, karena pada suhu setinggi yang didukungnya, protein di sebagian besar makhluk hidup didenaturasi dan berhenti memenuhi fungsinya.

Bakteri ini memiliki suhu pertumbuhan yang mencakup kisaran dari 40 ° C hingga 79 ° C, suhu pertumbuhan optimal menjadi 70 ° C.

Itu heterotrof

Seperti organisme heterotrofik, bakteri ini membutuhkan senyawa organik yang ada di lingkungan untuk berkembang. Sumber utama bahan organik adalah bakteri dan ganggang yang ada di sekitarnya, serta tanah di sekitar.

Dapat melayani Anda: Mycobacterium tuberculosis

Itu berkembang di lingkungan yang sedikit basa

PH optimal di mana Thermus aquaticus Ini dapat berkembang tanpa protein yang membuat kehilangan fungsinya adalah antara 7,5 dan 8. Perlu diingat bahwa pada skala pH 7 itu netral. Di atas ini adalah alkali dan asam di bawah.

Menghasilkan banyak enzim

Thermus aquaticus Ini adalah mikroorganisme yang sangat berguna pada tingkat eksperimental karena kemampuannya untuk hidup dalam suhu tinggi.

Melalui banyak investigasi telah ditentukan bahwa ia mensintesis banyak enzim yang, anehnya, dalam mikroorganisme lain untuk suhu yang sama, didenaturasi dan kehilangan fungsinya.

Enzim yang mensintesis Thermus aquaticus bahwa lebih banyak yang telah dipelajari adalah:

• Aldolase
• Enzim pembatasan taq i
• Ligase DNA
• Alkali fosfatase
• Memberikan isokitrat
• Amilomaltase

Filogenesis dan taksonomi Thermus aquaticus

Mikroorganisme ini dibingkai di bawah pendekatan klasik:

• Kerajaan: Bakteri
• Phylum: Deinococcus-or
• Kelas: Deinococci
• Pesanan: Themal
• Keluarga: ThemaCeae
• Jenis kelamin: Thermus
• Jenis: Thermus aquaticus.

Morfologi Thermus aquaticus

Bakteri Thermus aquaticus Itu milik kelompok bakteri berbentuk bar (basil). Sel -sel memiliki ukuran perkiraan antara 4 dan 10 mikron.

Dalam mikroskop Anda dapat mengamati sel yang sangat besar, serta sel -sel kecil. Mereka tidak menyajikan silia atau flagella di permukaan sel.

Sel Thermus aquaticus Ini memiliki selaput yang pada gilirannya terdiri dari tiga lapisan: plasma internal, penampilan kasar eksternal dan perantara.

Salah satu karakteristik diferensial dari jenis bakteri ini adalah bahwa dalam membran internalnya ada struktur yang terlihat seperti batang, yang dikenal sebagai tubuh yang diputar.

Demikian pula, bakteri ini mengandung dinding sel peptidoglikan yang sangat sedikit, dan tidak seperti bakteri gram positif, mengandung lipoprotein.

Saat terkena cahaya alami, sel bakteri dapat mengambil warna kuning, merah muda atau merah. Ini karena pigmen yang terkandung dalam sel bakteri.

Bahan genetik terdiri dari kromosom melingkar tunggal di mana DNA terkandung. Dari jumlah ini, sekitar 65% terdiri dari nukleotida guanin dan sitosin, menjadi nukleotida timina dan adenin mewakili 35%.

Dapat melayani Anda: halofil: klasifikasi, osmosis, aplikasi, contoh

Siklus hidup Thermus aquaticus

Secara umum, bakteri, termasuk T. Aquaticus, Mereka bereproduksi secara aseksual dengan pembelahan sel.

Satu -satunya kromosom DNA mulai direplikasi; Ini direplikasi untuk mewarisi semua informasi genetik ke sel anak, karena adanya enzim yang disebut DNA polimerase. Pada 20 menit kromosom baru selesai dan telah menetapkan tempat di dalam sel.

Divisi berlanjut dan pada 25 menit, dua kromosom telah mulai berlipat ganda. Divisi muncul di tengah sel dan pada 38 menit., Sel-sel anak memiliki pembagian yang dipisahkan oleh dinding, mengakhiri divisi aseksual pada 45-50 menit.

Struktur dan metabolisme seluler

Menjadi bakteri gram negatif, ia memiliki membran luar (lapisan lipoproteic) dan perplasma (membran berair), di mana peptidoglikan. Tidak ada silia atau flagela yang diamati.

Komposisi lipid organisme termofilik ini harus disesuaikan dengan fluktuasi suhu konteks di mana mereka berkembang, untuk mempertahankan fungsionalitas proses seluler, tanpa kehilangan stabilitas kimia yang diperlukan untuk menghindari pembubaran pada suhu tinggi.

Di samping itu, T. Aquaticus Itu telah menjadi sumber enzim termostabil yang sebenarnya.

Taq ADN polimerase adalah enzim yang mengkatalisasi lisis substrat yang menghasilkan ikatan rangkap, sehingga terkait dengan enzim tipe liase (enzim yang mengkatalisasi pelepasan tautan).

Mengingat fakta bahwa itu berasal dari bakteri termofilik, ia menolak inkubasi yang berkepanjangan pada suhu tinggi.

Perlu dicatat bahwa setiap organisme memiliki DNA polimerase untuk replikasi, tetapi karena komposisi kimianya tidak menahan suhu tinggi.

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

Aplikasi Thermus aquaticus

Memperkuat fragmen

Stabilitas termal enzim memungkinkannya digunakan dalam teknik untuk memperkuat fragmen DNA melalui replikasi in vitro, seperti PCR (reaksi berantai polimerase).

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

Tabung reaksi dengan semua elemen ditempatkan dalam termosikler antara 94 dan 98 derajat Celcius, untuk membagi DNA menjadi rantai sederhana.

Dapat melayani Anda: Penicillium

Kinerja primer dimulai dan pemanasan ulang antara 75-80 ° C terjadi lagi. Sintesis dimulai dari akhir DNA 5 'hingga 3'.

Di sinilah letak pentingnya menggunakan enzim termostabil. Jika ada polimerase lain yang digunakan, itu akan dihancurkan selama suhu ekstrem yang diperlukan untuk melakukan proses.

Kary Mullis dan peneliti lain di Cetus Corporation, menemukan pengecualian kebutuhan untuk menambahkan enzim setelah setiap siklus denaturalisasi termal DNA. Enzim dikloning, dimodifikasi dan terjadi dalam jumlah besar untuk penjualan komersial.

Katalisasi reaksi biokimia

Studi Enzim Termostestable telah memimpin aplikasi ke sejumlah besar proses industri dan telah menjadi kemajuan besar dalam biologi molekuler. Dari sudut pandang bioteknologi, enzimnya mampu mengkatalisasi reaksi biokimia dalam kondisi suhu ekstrem.

Misalnya, investigasi telah digunakan untuk mengembangkan proses untuk mengelola bulu ayam tanpa menggunakan mikroorganisme yang berpotensi menular.

Biodegradasi pena ayam yang dimediasi oleh produksi protease keratinolitik, yang menyiratkan penggunaan T. Aquaticus Thermophilus non -Pathogenic.

Bioteknologi Makanan

Hidrolisis Gluten oleh Peptidase Aqualysin1 Thermoactive T. Aquaticus, Itu dimulai di atas 80 ° C dalam elaborasi wajan.

Ini mempelajari kontribusi relatif gluten termostabil terhadap tekstur remah roti.

Degradasi senyawa poliklorobiphenyl

Mengenai kegunaan di bidang industri, enzim Thermus aquaticus Sebagai bakteri termofilik, mereka diterapkan dalam degradasi senyawa poliklorobiphenyl (PCB).

Senyawa ini digunakan sebagai refrigeran dalam peralatan listrik. Toksisitas sangat luas dan degradasinya sangat lambat.

Referensi

1. Brock, TD., Beku h. Thermus aquaticus gen. N. dan sp. N., A Nonsporulating Extreme Thermophile (1969). J bakteriol. Vol. 98 (1). 289-297.
2. Dreifus Cortes, George. Dunia mikroba. Dana Budaya Ekonomi Editorial. Meksiko (2012).
3. Tapi, Poza J, Ciriza J, Zaragoza P, Osta R dan Rodellar C. Fondasi Reaksi Rantai Polimerase (PCR). Aquatic Nº 15, November (2001).
4. Ruiz-Aguilar, Graciela M. L., Biodegradasi Biphenyls Polychlorinated (BPCs) oleh Mikroorganisme ... University Act [Online] (2005), 15 (Mei-Agustus). Tersedia di Redalyc.org.
5. Sharp R, William R. Specie Thermus. Buku Pegangan Biothecnology. Springer Science Business Media, LLC. (sembilan belas sembilan puluh lima).