Термофил - Thermophile

Термофилы производят некоторые из ярких цветов Гранд Призматический Весна , Йеллоустонский национальный парк
Не путать с термобатареей .

Термофильного представляет собой организм-тип экстремофилы -Вот процветает при относительно высоких температурах, от 41 до 122 ° С (106 и 252 ° F). Многие термофилы - археи , хотя могут быть бактериями. Предполагается, что термофильные эубактерии были одними из самых ранних бактерий.

Термофилы встречаются в различных регионах Земли , нагретых геотермально , таких как горячие источники, подобные тем, что находятся в Йеллоустонском национальном парке (см. Изображение) и глубоководные гидротермальные источники , а также в разлагающихся растениях, таких как торфяные болота и компост.

Термофилы могут выжить при высоких температурах, в то время как другие бактерии или археи будут повреждены, а иногда и погибнут, если подвергнуться воздействию тех же температур.

Эти ферменты в термофилы функционировать при высоких температурах. Некоторые из этих ферментов используются в молекулярной биологии , например, полимераза taq, используемая в ПЦР . "Термофильных" происходит от греческого : θερμότητα ( thermotita ), то есть тепло , и греческий язык : φίλια ( филия ), любовь .

Классификация

Термофилы можно классифицировать по-разному. Одна классификация сортирует эти организмы в соответствии с их оптимальной температурой роста:

  1. Простые термофилы: 50–64 ° C (122–147,2 ° F)
  2. Экстремальные термофилы 65–79 ° C (149–174,2 ° F)
  3. Гипертермофилы 80 ° C и выше, но не <50 ° C. (176+ ° F)

В родственной классификации термофилы сортируются следующим образом:

  1. Факультативные термофилы (также называемые умеренными термофилами) могут процветать при высоких температурах, но также и при более низких температурах (ниже 50 ° C (122 ° F)), тогда как
  2. Облигатным термофилам (также называемым экстремальными термофилами) для роста требуются такие высокие температуры.
  3. Гипертермофилы - это особенно экстремальные термофилы, для которых оптимальная температура превышает 80 ° C (176 ° F).
Колония термофилов в устье Микки Хот Спрингс , штат Орегон , температура воды около 60 ° C (140 ° F).

Многие гипертермофильные археи для роста нуждаются в элементарной сере . Некоторые из них являются анаэробами, которые используют серу вместо кислорода в качестве акцептора электронов во время клеточного дыхания . Некоторые из них являются литотрофами, которые окисляют серу с образованием серной кислоты в качестве источника энергии, что требует адаптации микроорганизма к очень низкому pH (т.е. он является ацидофилом, а также термофилом). Эти организмы - обитатели жарких, богатых серой сред, обычно связанных с вулканизмом , таких как горячие источники , гейзеры и фумаролы . В этих местах, особенно в Йеллоустонском национальном парке, происходит зонирование микроорганизмов по их температурным оптимумам. Часто эти организмы окрашены из-за присутствия фотосинтетических пигментов.

Термофил против мезофилов

Термофилов можно отличить от мезофилов по геномным характеристикам. Например, уровни содержания GC в кодирующих областях некоторых сигнатурных генов были последовательно идентифицированы как коррелированные с условиями температурного диапазона, когда ассоциативный анализ применялся к мезофильным и термофильным организмам независимо от их филогении, потребности в кислороде, солености или условий среды обитания. .

Перенос генов и генетический обмен

Sulfolobus solfataricus и Sulfolobus acidocaldarius - гипертермофильные археи. Когда эти организмы подвергаются воздействию повреждающих ДНК агентов УФ-излучения, блеомицина или митомицина C, индуцируется видоспецифическая клеточная агрегация. У S. acidocaldarius вызванная УФ-излучением клеточная агрегация опосредует обмен хромосомными маркерами с высокой частотой. Скорости рекомбинации превышают таковые в неиндуцированных культурах до трех порядков. Frols et al. и Ajon et al. (2011) предположили, что агрегация клеток усиливает видоспецифичный перенос ДНК междуклетками Sulfolobus , чтобы обеспечить усиленное восстановление поврежденной ДНК посредством гомологичной рекомбинации . Van Wolferen et al., Обсуждая обмен ДНК у гипертермофилов в экстремальных условиях, отметили, что обмен ДНК, вероятно, играет роль в репарации ДНК посредством гомологичной рекомбинации. Они предположили, что этот процесс имеет решающее значение в условиях повреждения ДНК, таких как высокая температура. Также было высказано предположение, что перенос ДНК у Sulfolobus может быть примитивной формой полового взаимодействия, подобной более хорошо изученным системам бактериальной трансформации, которые связаны с видоспецифическим переносом ДНК между клетками, ведущим к гомологичной рекомбинационной репарации повреждений ДНК [см. Трансформация (генетика) ].

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки