THERMOPHILIC BACTERIA: MGA KATANGIAN, TIRAHAN, PAGKAIN - BIOLOGY - 2024

Ang mga bakterya ng thermophilic ay ang mga may kakayahang lumaki sa mga kapaligiran na may temperatura na higit sa 50 ° C. Ang mga tirahan ng mga microorganism na ito ay napaka-galit na lugar, tulad ng mga hydrothermal vent, mga lugar ng bulkan, mainit na bukal at disyerto, bukod sa iba pa. Depende sa saklaw ng temperatura na sinusuportahan nila, ang mga microorganism na ito ay inuri bilang thermophiles, matinding thermophiles, at hyperthermophiles.

Ang Thermophiles ay umunlad sa isang saklaw ng temperatura sa pagitan ng 50 at 68 ° C, na ang kanilang pinakamabuting kalagayan na paglago ng temperatura ay higit sa 60 ° C. Ang matinding thermophiles ay lumalaki sa isang saklaw na 35 hanggang 70 ° C, na may isang pinakamainam na temperatura na 65 ° C, at ang hyperthermophiles ay nakatira sa isang saklaw ng temperatura na 60 hanggang 115 ° C, na may pinakamainam na paglaki sa ≥80 ° C.

Larawan sa kaliwa: Kapaligiran kung saan nakatira ang mga thermophilic bacteria. Larawan sa kanan: figurative na representasyon ng thermophilic bacteria. Pinagmulan: Kaliwa larawan pxhere, kanang imahe pixabay

Bilang mga halimbawa ng mga thermophilic bacteria sa pangkalahatan, ang mga sumusunod ay maaaring mabanggit: Geob acillus stearotermophilus, Deferribacter desulfuricans, Marinithermus hydrothermalis, at Thermus aquaticus, bukod sa iba pa.

Ang mga microorganism na ito ay may mga espesyal na istrukturang katangian na nagbibigay sa kanila ng kakayahang makatiis ng mataas na temperatura. Sa katunayan, ang kanilang morpolohiya ay naiiba na hindi nila mapapaunlad sa mas mababang temperatura.

katangian

Ang mga bakterya ng Thermophilic ay may isang serye ng mga katangian na ginagawa silang umaangkop sa mga kapaligiran na may napakataas na temperatura.

Sa isang banda, ang cell lamad ng mga bakterya na ito ay may isang mataas na halaga ng mga long-chain na saturated lipids. Pinapayagan silang makayanan ang mataas na temperatura at mapanatili ang sapat na pagkamatagusin at kakayahang umangkop, pamamahala upang makipagpalitan ng mga sangkap sa kapaligiran nang hindi sinisira ang kanilang sarili.

Sa kabilang banda, kahit na kilala na ang mga protina sa pangkalahatan ay denature sa mataas na temperatura, ang mga protina na naroroon sa mga bakterya ng thermophilic ay nagtataglay ng mga covalent-type bond na nakikipag-ugnay sa hydrophobically. Ang katangian na ito ay nagbibigay ng katatagan sa ganitong uri ng bakterya.

Katulad nito, ang mga enzymes na ginawa ng mga thermophilic bacteria ay mga pinakamabilis na protina, dahil maaari nilang maipatupad ang kanilang mga pag-andar sa mga mapoob na kapaligiran kung saan nabubuo ang mga bakterya na ito, nang hindi nawawala ang kanilang pagsasaayos.

Kaugnay sa kanilang curve ng paglaki, ang mga bakterya ng thermophilic ay may mataas na rate ng pag-aanak, ngunit may isang mas maikli na kalahating buhay kaysa sa iba pang mga klase ng mga microorganism.

Ang kapaki-pakinabang ng thermophilic bacteria sa industriya

Sa ngayon, ang iba't ibang uri ng industriya ay gumagamit ng mga enzymes na pinagmulan ng bakterya upang maisagawa ang iba't ibang mga proseso. Ang ilan sa kanila ay nagmula sa thermophilic bacteria.

Kabilang sa mga enzymes na madalas na ihiwalay mula sa thermophilic bacteria na may posibleng pang-industriya na aplikasyon ay ang mga enzymes α-amylases, xylanases, DNA polymerase, catalases, at serine proteases, lahat ng pinakamahuhusay.

Ang mga enzim na ito ay espesyal dahil may kakayahang kumilos sa mataas na temperatura, kung saan ang iba pang mga katulad na mga enzyme na ginawa ng mesophilic bacteria ay magkakaiba.

Samakatuwid, ang mga ito ay mainam para sa mga proseso na nangangailangan ng mataas na temperatura o sa mga proseso kung saan ito ay mahalaga upang mabawasan ang paglaganap ng mesophilic bacteria.

Mga halimbawa

Bilang isang halimbawa ng paggamit ng mga enzyme mula sa bakterya ng thermophilic sa industriya, maaari nating banggitin ang paggamit ng DNA polymerase (taq polymerase), sa diskarteng polymerase chain (PCR).

Ang pamamaraan na ito ay nagpapahiwatig ng DNA sa mataas na temperatura, nang walang panganib na nasira ang taq polymerase enzyme. Ang unang taq polymerase na ginamit ay nakahiwalay mula sa mga species Thermus aquaticus.

Sa kabilang banda, ang mga bakterya ng thermophilic ay maaaring magamit upang mabawasan ang pinsala na dulot ng polusyon sa kapaligiran.

Halimbawa, ipinahayag ng pananaliksik na ang ilang mga bakterya ng thermophilic ay maaaring mag-alis ng mga compound na nakakalason sa kapaligiran. Ganito ang kaso ng polychlorobiphenyl (isang polluting sangkap na naroroon sa plastik at mga nagpapalamig, bukod sa iba pang mga compound).

Posible ito salamat sa katotohanan na ang ilang mga thermophilic bacteria ay maaaring gumamit ng mga elemento tulad ng biphenyl, 4-chlorobiphenyl at benzoic acid bilang isang mapagkukunan ng carbon. Samakatuwid, pinamura nila ang mga biphenyl ng polychlorinated, tinanggal ang mga ito mula sa kapaligiran.

Sa kabilang banda, ang mga bakteryang ito ay mahusay sa mga elemento ng pag-recycle tulad ng nitrogen at asupre sa lupa. Dahil dito, maaari silang magamit upang natural na lagyan ng lupa ang lupa nang walang pangangailangan para sa mga artipisyal (kemikal) na pataba.

Gayundin, iminumungkahi ng ilang mga mananaliksik ang paggamit ng mga bakterya ng thermophilic upang makakuha ng mga sangkap na lumikha ng alternatibong enerhiya tulad ng biogas, biodiesel at bioethanol sa pamamagitan ng hydrolysis ng basurang agro-pang-industriya, na pinapaboran ang mga proseso ng bioremediation.

Habitat

Ang tirahan ng mga thermophilic bacteria ay binubuo ng mga terrestrial o marine lugar na nailalarawan sa kanilang mataas na temperatura. Ang iba pang mga kadahilanan na kasama ng temperatura ay ang pH ng daluyan, ang konsentrasyon ng mga asing-gamot at mga kemikal na compound (organic at hindi organikong) na maaaring naroroon.

Nakasalalay sa mga tukoy na katangian ng daluyan, isang tiyak na uri ng thermophilic bacteria o iba pa ay bubuo sa loob nito.

Kabilang sa mga pinaka-karaniwang tirahan para sa ganitong uri ng bakterya ang mga sumusunod ay maaaring mabanggit: mga hydrothermal vent, mga lugar ng bulkan, mainit na bukal, at mga disyerto.

Pagpapakain

Ang mga bakterya ng Thermophilic sa pangkalahatan ay nangangailangan ng kumplikadong media ng kultura na lumago. Kabilang sa mga nutrisyon na maaaring kailanganin nila ay ang mga sumusunod: yeast extract, tryptone, casamino acid, glutamate, proline, serine, cellobiose, trehalose, sucrose, acetate, at pyruvate.

Ang isang agar na ginagamit para sa paghihiwalay ng ilang mga bakterya ng thermophilic ay Luria-Ber-tani agar. Naglalaman ng hydrolyzed casein, extract ng lebadura, NaCl, agar, at distilled water na may pH na nababagay sa 7.0 ± 0.2.

Thermophilic bacteria bilang mga kontaminado ng mga naprosesong pagkain

Karamihan sa mga thermophilic bacteria ay saprophytic at hindi nagdudulot ng sakit sa mga tao. Gayunpaman, sa paggawa ng pagkain ay maaaring may mga kadahilanan na pabor sa paglaganap ng mga thermophilic microorganism, na maaaring makasama.

Upang magbigay ng isang halimbawa, sa paggawa ng mga produkto ng pagawaan ng gatas, ang pasteurization ay ginagamit bilang isang paraan ng decontamination ng pagkain. Ang pamamaraang ito ay dapat na ginagarantiyahan ang kalidad ng sanitary; gayunpaman, hindi ito mapanlinlang dahil ang sporulated thermophilic bacteria ay maaaring mabuhay sa prosesong ito.

Ito ay dahil, kahit na ang vegetative cell ng karamihan sa sporulated bacteria ay hindi lumalaban sa init, ang mga spores ay.

Mayroong sporulated bacteria na kumakatawan sa isang tunay na panganib para sa pagkonsumo ng tao. Halimbawa, ang spores ng mga sumusunod na species: Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Thermoanaerobacterium xylanolyticum, Geobacillus stearothermophilus.

Ang mga de-latang de-latang de-latang kalakal ay karaniwang sinasalakay ng mga spore-form na anaerobic thermophilic bacteria tulad ng Geobacillus stearothermophilus. Ang bakterya na ito ay nagpapagana ng mga karbohidrat at gumagawa ng hindi kanais-nais na maasim na lasa dahil sa paggawa ng mga short-chain fatty acid.

Gayundin, ang mataas na de-latang de lata na pagkain ay maaaring mahawahan sa Clostridium thermosaccharolyticum. Ang microorganism na ito ay lubos na saccharolytic at nagiging sanhi ng pag-bully ng lata dahil sa mataas na produksyon ng gas.

Para sa bahagi nito, inaatake rin ng mga nigrificans ng Desulfotomaculum ang mga de-latang pagkain. Kahit na ang hindi ay maaaring magpakita ng anumang mga palatandaan ng pag-tampe, kapag ang pag-haplay ng lata maaari kang amoy ng isang malakas na amoy na acidic at ang isang itim na pagkain ay sinusunod. Ang itim na kulay ay dahil sa ang katunayan na ang mga bakterya ay gumagawa ng hydrogen sulfide, na siya namang gumanti kasama ang bakal sa lalagyan, na bumubuo ng isang compound ng kulay na ito.

Sa wakas, ang Bacillus cereus at Clostridium perfringens ay nagdudulot ng pagkalason sa pagkain at ang Clostridium botulinum ay nagtatago ng isang malakas na neurotoxin sa pagkain na, kapag natupok, nagiging sanhi ng kamatayan.

Mga halimbawa ng bakterya ng thermophilic

Rhodothermus obamensis

Ang mga bakterya sa dagat, negatibo ng Gram, heterotrophic, aerobic at hyperthermophilic bacillus.

Genus Caldicellulosiruptor

Anaerobic bacteria, Gram positibo, matinding thermophilic, sporulated.

Klase ng Thermomicrobium

Ang mga ito ay aerobic hyperthermophilic bacteria, heterotrophic, na may variable Gram.

Rhodothermus marinus

Gram negatibo, aerobic, matinding thermophilic, at halophilic bacillus. Ang paggawa nito ng mga pinakamabilis na enzymes ay napag-aralan, lalo na para sa hydrolyzing polysaccharides at para sa synthesis ng DNA, kapwa interes sa industriya.

Deferribacter desulfuricans

Anaerobic bacteria, matinding thermophilic, heterotrophic, binabawasan ang asupre, nitrate at arsenate.

Marinithermus

Gram negatibong rods o filament, matinding thermophilic, mahigpit na aerobic heterotrophic.

Thermodesulfobacterium hydrogeniphilum

Ang mga species ng dagat, hyperthermophilic, anaerobic, Gram negatibo, chemolytoautotrophic (pagbabawas ng sulfate), hindi sporulated.

Thermus aquaticus

Gram negatibo, hyperthermophilic, heterotrophic at aerobic bacteria. Sinasalamin nito ang isang pinakamasidhing enzyme na ginamit sa PCR na tinatawag na taq DNA polymerase.

Sulfurivirga caldicuralii

Labis na thermophilic, microaerophilic chemolytoautotrophic, thiosulfate oxidant.

Geobacillus

Gram positibo, sporulated, matinding thermophilic rod. Ang mga spores nito ay ginagamit sa mga laboratoryo ng microbiology bilang isang biological control upang masuri ang wastong paggana ng autoclave.

Kasarian

Ang mga species ng genus na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging Gram negatibo, hyperthermophilic, kahit na ang kanilang saklaw ng paglaki ay malawak, ng buhay sa dagat, hindi sila bumubuo ng mga spores, obligado ang mga anaerobes o microaerophiles.

Paghahambing ng talahanayan sa pagitan ng mga pinaka may-katuturang species

Pinagmulan: Inihanda ng may-akda na si Msc. Marielsa Gil.

Mga Sanggunian

1. Ang Gallut P. paghihiwalay at kultura ng mga microorganism na nauugnay sa mga oncoids mula sa hydrothermal spring ng Santispac, Bahía Concepción, BCS, México. Thesis upang makuha ang antas ng Master of Science. Center ng Biological Research Center. 2016. Magagamit sa: cibnor.repositorioinstitucional.
2. Bjornsdottir SH, Blondal T, Hreggvidsson GO, Eggertsson G, Petursdottir S, Hjorleifsdottir S, Thorbjarnardottir SH, Kristjansson JK. Rhodothermus marinus: pisyolohiya at molekular na biyolohiya. Extremophiles. 2006; 10 (1): 1-16. Magagamit sa: cbi.nlm.nih.gov.
3. Thermus aquaticus. " Wikipedia, Ang Malayang Encyclopedia. 24 Nov 2018, 10:28 UTC. 9 Mayo 2019, 01:55 en.wikipedia.or
4. Thwaite J, Atkins H. Sterilization test bacilli. Sa Medical Microbiology (Walong-walo Edition).
5. Reyes T. Marine bacterial biodiversity: bagong nilinang taxa. Thesis upang maging kwalipikado para sa pamagat ng Doctor of Biotechnology. Kagawaran ng Mikrobiolohiya at Ecology. 2012. Magagamit sa: Unibersidad ng Valencia.
6. Sako Y, Takai K, Ishida Y, Uchida A, Katayama Y. Rhodothermus obamensis sp. nov., isang modernong linya ng sobrang thermophilic marine bacteria. Int J Syst Bacteriol. labing siyam na siyam na anim; 46 (4): 1099-104.
7. Si Ríos M. Neida, Crespo M. Carla F., Terrazas S. Luis E., Alvarez A. María T. paghihiwalay ng mga thermophilic anaerobic strains na gumagawa ng mga cellulases at hemicellulases na kasangkot sa paggawa ng Bioethanol sa pamamagitan ng tradisyonal na kultura at diskarte sa paghihiwalay at hindi tradisyonal. BIOFARBO. 2007; 15 (1): 43-50. Magagamit sa: magazinesbolivianas.org.b