De thermofiele bacteriën Het zijn degenen die zich kunnen ontwikkelen in omgevingen met temperaturen hoger dan 50 ° C. De habitats van deze micro-organismen zijn zeer vijandige plaatsen, zoals onder meer hydrothermale ventilatieopeningen, vulkanische gebieden, warmwaterbronnen en woestijnen. Afhankelijk van het temperatuurbereik dat ze ondersteunen, worden deze micro-organismen geclassificeerd als thermofielen, extreme thermofielen en hyperthermofielen..
Thermofielen gedijen in een temperatuurbereik tussen 50 en 68 ° C, met een optimale groeitemperatuur van meer dan 60 ° C. Extreme thermofielen groeien in een bereik van 35 tot 70 ° C, met een optimale temperatuur van 65 ° C, en hyperthermofielen leven in een temperatuurbereik van 60 tot 115 ° C, met een optimale groei bij ≥80 ° C..
Voorbeelden van thermofiele bacteriën in het algemeen zijn onder meer: Geobacillus stearotermophilus, Deferribacter desulfuricans, Marinithermus hydrothermalis, Y Thermus aquaticus, onder andere.
Deze micro-organismen hebben speciale structurele kenmerken waardoor ze bestand zijn tegen hoge temperaturen. In feite is hun morfologie zo verschillend dat ze zich niet bij lagere temperaturen kunnen ontwikkelen..
Artikel index
Thermofiele bacteriën hebben een reeks kenmerken waardoor ze zich aanpassen aan omgevingen met zeer hoge temperaturen..
Enerzijds bevat het celmembraan van deze bacteriën een hoog gehalte aan verzadigde lipiden met lange ketens. Hierdoor zijn ze bestand tegen hoge temperaturen en behouden ze voldoende doorlaatbaarheid en flexibiliteit, waardoor ze stoffen kunnen uitwisselen met de omgeving zonder zichzelf te vernietigen..
Aan de andere kant, hoewel bekend is dat eiwitten in het algemeen denatureren bij hoge temperaturen, bezitten de eiwitten die aanwezig zijn in thermofiele bacteriën covalente bindingen die hydrofoob interageren. Deze eigenschap geeft stabiliteit aan dit type bacteriën..
Evenzo zijn de enzymen die door thermofiele bacteriën worden geproduceerd, thermostabiele eiwitten, omdat ze hun functies kunnen uitoefenen in de vijandige omgevingen waarin deze bacteriën zich ontwikkelen, zonder hun configuratie te verliezen..
In verhouding tot hun groeicurve hebben thermofiele bacteriën een hoge reproductiesnelheid, maar hebben ze een kortere halfwaardetijd dan andere klassen van micro-organismen.
Tegenwoordig gebruiken verschillende soorten industrieën enzymen van bacteriële oorsprong om verschillende processen uit te voeren. Sommigen van hen zijn afkomstig van thermofiele bacteriën.
Onder de enzymen die het vaakst worden geïsoleerd uit thermofiele bacteriën met mogelijke industriële toepassingen, zijn de enzymen α-amylasen, xylanasen, DNA-polymerase, catalasen en serineproteasen, allemaal thermostabiel..
Deze enzymen zijn speciaal omdat ze kunnen werken bij hoge temperaturen, waar andere soortgelijke enzymen die door mesofiele bacteriën worden gemaakt, zouden worden gedenatureerd..
Daarom zijn ze ideaal voor processen die hoge temperaturen vereisen of in processen waarbij het essentieel is om de proliferatie van mesofiele bacteriën te minimaliseren..
Als voorbeeld van het gebruik van enzymen uit thermofiele bacteriën in de industrie kunnen we het gebruik van DNA-polymerase (taq-polymerase) noemen in de polymerasekettingreactie (PCR) -techniek..
Deze techniek denatureert DNA bij hoge temperaturen, zonder het risico op beschadiging van het taq-polymerase-enzym. De eerste taq-polymerase die werd gebruikt, werd uit de soort geïsoleerd Thermus aquaticus.
Anderzijds kunnen thermofiele bacteriën worden gebruikt om de schade veroorzaakt door milieuverontreiniging te minimaliseren..
Onderzoek heeft bijvoorbeeld aangetoond dat sommige thermofiele bacteriën verbindingen kunnen elimineren die giftig zijn voor het milieu. Dat is het geval met polychloorbifenyl (een vervuilende stof die onder meer in kunststoffen en koelmiddelen voorkomt).
Dit is mogelijk dankzij het feit dat bepaalde thermofiele bacteriën elementen zoals bifenyl, 4-chloorbifenyl en benzoëzuur als koolstofbron kunnen gebruiken. Daarom breken ze polychloorbifenylen af, waardoor ze uit het milieu worden verwijderd..
Aan de andere kant zijn deze bacteriën uitstekend in het recyclen van elementen als stikstof en zwavel in de bodem. Hierdoor kunnen ze worden gebruikt om het land op natuurlijke wijze te bemesten zonder dat er kunstmatige (chemische) meststoffen nodig zijn.
Evenzo stellen sommige onderzoekers het gebruik van thermofiele bacteriën voor om stoffen te verkrijgen die alternatieve energie opwekken, zoals biogas, biodiesel en bio-ethanol, door de hydrolyse van agro-industrieel afval, waardoor bioremediatieprocessen worden bevorderd..
De habitat van thermofiele bacteriën bestaat uit terrestrische of mariene plaatsen die worden gekenmerkt door hun hoge temperaturen. Andere factoren die met de temperatuur gepaard gaan, zijn de pH van het medium, de concentratie van zouten en de chemische verbindingen (organisch en anorganisch) die aanwezig kunnen zijn..
Afhankelijk van de specifieke eigenschappen van het medium zal er een bepaald type thermofiele bacterie of een ander in ontstaan..
Onder de meest voorkomende habitats voor dit type bacteriën kunnen de volgende worden genoemd: hydrothermale ventilatieopeningen, vulkanische gebieden, warmwaterbronnen en woestijnen..
Thermofiele bacteriën hebben over het algemeen complexe kweekmedia nodig om te groeien. Onder de voedingsstoffen die ze nodig hebben, zijn de volgende: gistextract, trypton, casaminozuren, glutamaat, proline, serine, cellobiose, trehalose, sucrose, acetaat en pyruvaat.
Een agar die wordt gebruikt voor het isoleren van sommige thermofiele bacteriën is Luria-Ber-tani-agar. Bevat caseïnehydrolysaat, gistextract, NaCl, agar en gedestilleerd water met een pH van 7,0 ± 0,2.
De meeste thermofiele bacteriën zijn saprofytisch en veroorzaken geen ziekte bij mensen. Bij de productie van voedingsmiddelen kunnen er echter factoren zijn die de proliferatie van thermofiele micro-organismen bevorderen, wat schadelijk kan zijn..
Om een voorbeeld te geven: bij de vervaardiging van zuivelproducten wordt pasteurisatie gebruikt als een methode om voedsel te ontsmetten. Deze methode moet de sanitaire kwaliteit garanderen; het is echter niet onfeilbaar omdat thermofiele bacteriën met sporen dit proces kunnen overleven..
Dit komt omdat, hoewel de vegetatieve cel van de meeste sporenvormende bacteriën niet hittebestendig is, de sporen dat wel zijn..
Er zijn sporenvormende bacteriën die een reëel gevaar vormen voor menselijke consumptie. Bijvoorbeeld de sporen van de volgende soorten: Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Thermoanaerobacterium xylanolyticum, Geobacillus stearothermophilus.
Zuurarme ingeblikte goederen worden normaal gesproken aangevallen door sporenvormende anaërobe thermofiele bacteriën zoals Geobacillus stearothermophilus. Deze bacterie fermenteert koolhydraten en produceert een onaangename zure smaak door de productie van vetzuren met een korte keten..
Evenzo kan ingeblikt voedsel met een hoge zuurgraad besmet raken Clostridium thermosaccharolyticum. Dit micro-organisme is sterk saccharolytisch en veroorzaakt uitpuilen van het blik door de hoge gasproductie.
Voor zijn deel, Desulfotomaculum nigrificans het tast ook ingeblikt voedsel aan. Hoewel het blikje geen tekenen van geknoei vertoont, kan een sterke zure geur worden waargenomen als het blik niet is afgedekt en kan zwartgeblakerd voedsel worden waargenomen. De zwarte kleur is te wijten aan het feit dat de bacteriën waterstofsulfide produceren, dat op zijn beurt reageert met het ijzer in de container en een verbinding met deze kleur vormt..
Tenslotte, Bacillus cereus en Clostridium perfringens voedselvergiftiging veroorzaken en Clostridium botulinum scheidt een krachtig neurotoxine af in voedsel dat bij consumptie de dood veroorzaakt.
Mariene bacteriën, Gram-negatieve, heterotrofe, aërobe en hyperthermofiele bacil.
Anaërobe bacteriën, grampositief, extreem thermofiel, sporenvormend.
Het zijn aërobe hyperthermofiele bacteriën, heterotroof, met een variabel aantal grammen.
Gram-negatieve, aërobe, extreem thermofiele en halofiele bacil. De productie van thermostabiele enzymen is onderzocht, vooral voor het hydrolyseren van polysacchariden en voor DNA-synthese, beide van belang voor de industrie..
Anaërobe bacteriën, extreem thermofiel, heterotroof, reducerend zwavel, nitraat en arsenaat.
Gram-negatieve staafjes of filamenten, extreem thermofiel, strikt aëroob heterotroof.
Mariene soorten, hyperthermofiel, anaëroob, gramnegatief, chemolyto-autotroof (sulfaatreducerend), niet-sporenvormend.
Gram-negatieve, hyperthermofiele, heterotrofe en aërobe bacteriën. Synthetiseert een thermostabiel enzym dat wordt gebruikt in de PCR-techniek genaamd taq DNA-polymerase.
Extreem thermofiel, microaërofiel chemolyto-autotroof thiosulfaatoxidatiemiddel.
Gram-positieve staafjes, gesporuleerd, extreem thermofiel. Zijn sporen worden gebruikt in microbiologische laboratoria als biologische controle om de goede werking van de autoclaaf te evalueren..
De soorten van dit geslacht worden gekenmerkt doordat ze gramnegatief zijn, hyperthermofiel, hoewel hun groeibereik is breed, van het zeeleven, ze vormen geen sporen, ze zijn obligaat anaëroben of microaërofielen..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.