Thermofiele bacterie -kenmerken, habitat, voedsel

De Thermofiele bacteriën Zij zijn degenen die zich kunnen ontwikkelen in omgevingen met temperaturen van meer dan 50 ° C. De habitats van deze micro -organismen zijn zeer vijandige plaatsen, zoals hydrothermische schoorstenen, vulkanische gebieden, warmwaterbronnen en woestijnen, onder andere. Volgens het temperatuurbereik dat ze ondersteunen, worden deze micro -organismen geclassificeerd als extreme en hyperthermofiele thermofielen.

De thermofielen zijn ontwikkeld in een temperatuurbereik tussen 50 en 68 ° C, zijn hun optimale groeimetemperatuur van meer dan 60 ° C. Extreme thermofielen groeien in een bereik tussen 35 en 70 ° C, met een optimale temperatuur van 65 ° C en hyperthermofielen leven in een temperatuurinterval tussen 60 en 115 ° C, met een optimale groei bij ≥80 ° C.

Afbeelding aan de linkerkant: omgeving waar thermofiele bacteriën leven. Rechterbeeld: Figuratieve weergave van thermofiele bacteriën. Bron: pxher linksafbeelding, rechter afbeelding pixabay

Als voorbeelden van thermofiele bacteriën in het algemeen kan het volgende worden vermeld: GeobAcillus stearotermophilus, Deferribacter desulfuricans, Marinithhermus Hydrothermalis, En Thermus Aquaticus, onder andere.

Deze micro -organismen hebben speciale structurele kenmerken die hen het vermogen bieden om hoge temperatuur te weerstaan. In feite is hun morfologie zo anders dat ze zich niet kunnen ontwikkelen bij kleine temperaturen.

[TOC]

Kenmerken

Thermofiele bacteriën hebben een reeks kenmerken waardoor ze worden aangepast aan omgevingen met zeer hoge temperaturen.

Enerzijds heeft het celmembraan van deze bacteriën een groot aantal verzadigde lipiden met lange ketens. Dit stelt hen in staat om met hoge temperaturen om te gaan en voldoende permeabiliteit en flexibiliteit te behouden, waardoor stoffen met de omgeving kunnen worden uitgewisseld zonder te vernietigen.

Aan de andere kant, hoewel het bekend is dat eiwitten meestal worden gedenatureerd bij hoge temperaturen, hebben eiwitten die aanwezig zijn in thermofiele bacteriën covalente type bindingen die hydrofobisch interageren. Deze functie biedt stabiliteit voor dit type bacteriën.

Evenzo zijn de enzymen geproduceerd door thermofiele bacteriën thermostabele eiwitten, omdat ze hun functies kunnen uitoefenen in de vijandige omgevingen waar deze bacteriën zich ontwikkelen, zonder hun configuratie te verliezen.

Met betrekking tot hun groeicurve hebben thermofiele bacteriën een hoge reproductiesnelheid, maar hebben een kortere halfwaardetijd dan andere soorten micro -organismen.

Nut van thermofiele bacteriën in de industrie

Tegenwoordig gebruiken verschillende soorten industrieën enzymen van bacteriële oorsprong om verschillende processen uit te voeren. Sommigen van hen komen van thermofiele bacteriën.

Kan je dienen: Porphyromonas gingivalis: kenmerken, morfologie, levenscyclus

Een van de meest geïsoleerde enzymen van de thermofiele bacteriën met mogelijke toepassingen op industrieel niveau zijn de A-amylasen, xylainase, polymerase, catleseas en serine-proteas, alle thermosyese enzymen, allemaal thermostable, allemaal thermostable.

Deze enzymen zijn speciaal omdat ze in staat zijn om bij hoge temperaturen te werken, waar andere vergelijkbare enzymen gemaakt door mesofiele bacteriën zouden worden gedenatureerd.

Daarom zijn ze ideaal voor processen die hoge temperaturen of processen vereisen waar het essentieel is om de proliferatie van mesofiele bacteriën te minimaliseren.

Voorbeelden

Als een voorbeeld van het gebruik van thermofiele bacterie -enzymen in de industrie, kan het gebruik van DNA -polymerase (TAQ -polymerase) worden vermeld in de polymerasekettingreactietechniek (PCR).

Deze techniek denatureert DNA bij hoge temperaturen, zonder het risico dat het enzym TAQ -polymerase is beschadigd. Het eerste gebruikte TAQ -polymerase werd geïsoleerd van de soort Thermus Aquaticus.

Aan de andere kant kunnen thermofiele bacteriën worden gebruikt om schade veroorzaakt door milieuvervuiling te minimaliseren.

Bepaalde onderzoeken hebben bijvoorbeeld aangetoond dat sommige thermofiele bacteriën verbindingen kunnen elimineren die giftig zijn voor de omgeving. Dat is het geval van polychloorbifenyl (verontreinigende stof in kunststoffen en koelmiddelen, onder andere verbindingen).

Dit is mogelijk omdat bepaalde thermofiele bacteriën elementen kunnen gebruiken zoals bifenyl, 4-chloorobifenyl en benzoëzuur als koolstofbron. Daarom degraderen ze de polychloorobifenyls, waardoor ze uit de omgeving worden geëlimineerd.

Aan de andere kant zijn deze bacteriën uitstekend om elementen zoals stikstof en zwavel op de grond te recyclen. Hierdoor kunnen ze worden gebruikt om het land op natuurlijke wijze te bemesten zonder dat kunstmatige meststoffen (chemicaliën) nodig zijn.

Evenzo stellen sommige onderzoekers het gebruik van thermofiele bacteriën voor om stoffen te verkrijgen die alternatieve energie genereren, zoals biogas, biodiesel en bio -ethanol door de hydrolyse van agro -industrieel afval, wat de voorkeur geeft aan bioremediatieprocessen.

Habitat

De habitat van thermofiele bacteriën wordt gevormd door land- of zee -plaatsen die worden gekenmerkt door hun hoge temperaturen. Andere factoren die gepaard gaan met temperatuur zijn de pH van het medium, concentratie van zouten en chemische verbindingen (organisch en anorganisch) die aanwezig kunnen zijn.

Afhankelijk van de specifieke kenmerken van de omgeving, zullen een bepaald type thermofiele bacteriën of andere zich erin ontwikkelen.

Van de meest voorkomende habitats voor dit type bacteriën kan het volgende worden vermeld: hydrothermische schoorstenen, vulkanische gebieden, warmwaterbronnen en woestijnen.

Kan u van dienst zijn: Chrysophyta

Voeding

Meestal vereisen thermofiele bacteriën complexe gewassen om te groeien. Onder de voedingsstoffen die mogelijk nodig zijn, zijn de volgende: gistextract, triptone, casaminozuren, glutamaat, proline, serine, cellobiosa, trehalose, sucrose, acetaat en pyruvaat.

Een agar die wordt gebruikt voor het isolement van sommige thermofiele bacteriën is de Luria-Ber-Tani-agar. Het bevat caseïne gehydrolyseerd, gistextract, NaCl, agar en gedestilleerd water met pH aangepast aan 7.0 ± 0.2.

Thermofiele bacteriën als bewerkte voedselverontreinigende stoffen

De meeste thermofiele bacteriën zijn saprofyten en produceren geen ziekten bij mensen. Bij voedselproductie kunnen er echter factoren zijn die de proliferatie van thermofiele micro -organismen bevorderen, die schadelijk kunnen zijn.

Om een ​​voorbeeld te geven, wordt in de productie van zuivelproducten pasteurisatie gebruikt als een methode voor het ontsmetten van voedsel. Deze methode wordt verondersteld om de gezondheidskwaliteit te garanderen; Het is echter niet onfeilbaar omdat gesporuleerde thermofiele bacteriën dit proces kunnen overleven.

Dit komt omdat, hoewel de vegetatieve cel van de meeste gesporuleerde bacteriën niet thermorbestendig is, de sporen zijn.

Er zijn gesporuleerde bacteriën die een reëel gevaar vormen voor de menselijke consumptie. Bijvoorbeeld de sporen van de volgende soorten: Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, themoanaerobacterium xylanolyticum, Geobacillus  Stearothhermophilus. 

Producten met lage aciditeit worden normaal aangevallen door anaërobe spore thermofiele bacteriën zoals de Geobacillus Stearothhermophilus. Deze bacterie vergist koolhydraten en genereert een onaangename zure smaak vanwege de productie van vetzuren met korte ketens.

Evenzo kan een ingeblikte hoge zuurstoffen worden besmet Clostridium thermosaccharolyticum. Dit micro -organisme is zeer uiteen en veroorzaakt conombamatie van het blik voor hoge gasproductie.

Voor zijn deel, Desulfotomaculum nigrificans Het valt ook in blik voor ingeblikt. Hoewel het blik geen enkel teken van wijziging vertoont, kan bij het blootleggen van het blik een sterke geur van zuur worden waargenomen en wordt een zwart voedsel waargenomen. De zwarte kleur is omdat de bacterie sulfhydrinezuur produceert, die op zijn beurt reageert met het ijzer van de container die een verbinding van deze kleur vormt.

Eindelijk, Bacillus cereus en Clostridium perfringens voedselvergiftiging produceren en Clostridium botulinum Segregeert een krachtig neurotoxine in het voedsel dat wanneer geconsumeerd de dood veroorzaakt.

Het kan je van dienst zijn: Bacillus clausii

Voorbeelden van thermofiele bacteriën

Rhodothermus obamensis

Mariene bacteriën, gram negatieve bacillus, heterotrofe, aerobe en hyperthermofiel.

Genre Cádicellulosiruptor

Anaërobe bacteriën, positief, extreem, gesporuleerd gram.

Thermomicrobium -klasse

Het zijn aerobe hyperthermofiele bacteriën, heterotrofen, met variabele gram.

Rhodothermus Marinus

Gram negatief, aerobe, extreme en halofiele thermofiele bacil. De productie van thermostabele enzymen is bestudeerd, vooral voor hydrolyserende polysachariden en voor DNA -synthese, beide van belang voor de industrie.

Deferribacter Desulfuricans

Anaërobe bacteriën, extreme thermophilus, heterotrofe, zwavelreductiemiddel, nitraat en arsenaat.

Marinithhermus Hydrothermalis

Gram negatieve bacillen of filamenten, extreme thermophilus, strikte aerobe heterotrofe.

Themodesulfobacterium hydrogeniphilum

Mariene soorten, hyperthermofiel, anaërobe, gram negatief, chemolithotrof (sulfaatreductor), niet gesporuleerd.

Thermus Aquaticus

Gram negatief, hyperthermofiele, heterotrofe en aerobe bacteriën. Synthetiseert een thermostabiel enzym dat wordt gebruikt in de PCR -techniek genaamd Taq ADN Polymerase.

Calicurale zwavelivirga

Extreme thermophilus, microaerofiele quimiolithrophil, thiosulfaat oxidant.

Geobacillus Stearothhermophilus Voordat u werd gebeld Bacillus stearotermophilus

Gram Positieve bacillen, gesporuleerd, extreme thermophilus. De sporen worden gebruikt in microbiologielaboratoria als een biologische controle om de juiste werking van de autoclaaf te evalueren.

Geslacht Nautilia 

De soort van dit geslacht wordt gekenmerkt door gram negatieve, hyperthermofielen te zijn, hoewel hun groeimetaal breed is, het mariene leven, geen sporen vormen, zijn verplicht anaerobes of micro -aerofiel.

Vergelijkende tabel tussen de meest relevante soort

Bron: Opgesteld door auteur MSC. Marielsa Gil.

Referenties

1. Gallut P. Isolatie en teelt van micro -organismen geassocieerd met oncoïden van hydrothermische manantiales van Santispac, Bahía Concepción, BCS, Mexico. Scriptie om de master in de wetenschap te behalen. Biologisch onderzoekscentrum. 2016. Beschikbaar op: Cibnor.Institutionele repository.
2. Bjornsdottir SH, Blondal T, Hreggvidsson GO, Eggertsson G, Petursdottir S, Hjorleifsdottir S, Thorbjardottir SH, Kristjanson JK. Rhodothermus Marinus: fysiologie en moleculaire biologie. Extremofielen. 2006; 10 (1): 1-16. Beschikbaar in: CBI.NLM.NIH.Gov.
3. Thermus Aquaticus." Wikipedia, gratis encyclopedie. 24 nov 2018, 10:28 UTC. 9 mei 2019, 01:55 is.Wikipedia.Of
4. Thwaite J, Atkins H. Sterilisatietest bacillen. In Medical Microbiology (achttiende editie).
5. Koningen t. Mariene bacteriële biodiversiteit: nieuwe cultiveerbare taxa. Scriptie om te kiezen voor de titel van dokter in biotechnologie. Afdeling Microbiologie en Ecologie. 2012. Beschikbaar bij: Valencia University.
6. Sako Y, Takai K, Ishida en, Uchida A, Katayama en. Rhodothermus obamensis sp. nov., tot moderne afkomst van extreem thermofiele mariene bacteriën. Int j syst bacteriol. 1996; 46 (4): 1099-104.
7. Rivieren m. Neida, Crespo M. Carla F., Terrazas S. Luis e., Alvarez a. Maria T. Isolatie van thermofiele anaërobe stammen die cellen en hemicellasen produceren die betrokken zijn bij de productie van bio -ethanol door traditionele en niet -traditionele cultuur- en isolatietechnieken. Biofarbo. 2007; 15 (1): 43-50. Beschikbaar in: Boliviaanse tijdschriften.borg.B