Гипертермофилы организм , который процветает в чрезвычайно высокой температуре окружающей среды от-60 ° C (140 ° F) вверх. Оптимальная температура для существования гипертермофилов часто выше 80 ° C (176 ° F). [1] Гипертермофилы часто находятся в пределах архей , хотя некоторые бактерии также способны переносить температуры около 100 ° C (212 ° F). Некоторые бактерии могут жить при температуре выше 100 ° C на больших глубинах моря, где вода не закипает из-за высокого давления . Многие гипертермофилы также способны противостоять другим экстремальным условиям окружающей среды, таким как высокая кислотность или высокие уровни радиации. Гипертермофилы - это разновидность экстремофилов.. Их существование может поддерживать возможность внеземной жизни , поскольку для жизни существует более высокий тепловой диапазон .
История
О гипертермофилах, выделенных из горячих источников в Йеллоустонском национальном парке, впервые сообщил Томас Д. Брок в 1965 году. [2] [3] С тех пор было установлено более 70 видов. [4] Наиболее экстремальные гипертермофилы живут на перегретых стенах глубоководных гидротермальных источников , которым для выживания требуется температура не менее 90 ° C. Необычайно жароустойчивые гипертермофилы является штамм 121 , [5] , который был в состоянии удвоить население в течение 24 часов в автоклаве при 121 ° C (отсюда ее название). Текущая температура роста записи составляет 122 ° С, в течение Methanopyrus kandleri .
Хотя ни один из гипертермофилов не показал своего развития при температурах> 122 ° C, их существование возможно. Штамм 121 выживает при 130 ° C в течение двух часов, но не может воспроизводиться до тех пор, пока он не будет перенесен в свежую питательную среду при относительно более низкой температуре 103 ° C.
Исследовать
Ранние исследования гипертермофилов предполагали, что их геном может характеризоваться высоким содержанием гуанин-цитозина ; однако недавние исследования показывают, что «нет очевидной корреляции между содержанием GC в геноме и оптимальной температурой роста организма в окружающей среде». [6] [7]
Эти белковые молекулы в гипертермофилах проявляют hyperthermostability , то есть, они могут поддерживать структурную стабильность (и , следовательно , функцию) при высоких температурах. Такие белки гомологичны своим функциональным аналогам в организмах, которые процветают при более низких температурах, но в результате эволюции проявили оптимальную функцию при гораздо более высоких температурах. Большинство низкотемпературных гомологов гипертермостабильных белков денатурируются при температуре выше 60 ° C. Такие гипертерстабильные белки часто имеют коммерческое значение, поскольку химические реакции протекают быстрее при высоких температурах. [8] [9]
Структура клетки
Клеточная мембрана содержит высокие уровни насыщенных жирных кислот , чтобы сохранить свою форму при высоких температурах. [ необходима цитата ]
Специфические гипертермофилы
Архей
- Штамм 121 , археон, живущий при температуре 121 ° C в Тихом океане.
- Pyrolobus fumarii , архея, обитающая при температуре 113 ° C в гидротермальных жерлах Атлантики.
- Pyrococcus furiosus , археон, который процветает при температуре 100 ° C, впервые был обнаружен в Италии возле вулканического источника.
- Археоглобус фулгидус
- Methanococcus jannaschii
- Аэропирум перникс
- Сульфолобус
- Methanopyrus kandleri, штамм 116, архея при температуре 80–122 ° C в Центрально-Индийском хребте .
Грамотрицательные бактерии
- Geothermobacterium ferrireducens , которая растет при температуре 65–100 ° C в обсидиановом бассейне в Йеллоустонском национальном парке.
- Aquifex aeolicus
- Thermotoga , особенно Thermotoga maritima
Смотрите также
- Мезофил
- Психрофил
- Термофил
- Уникальные свойства гипертермофильных архей
Рекомендации
- ^ Stetter, К. (2006). «История открытия первых гипертермофилов». Экстремофилы . 10 : 357–362. DOI : 10.1007 / s00792-006-0012-7 .
- ^ Джозеф Зекбах и др.: Полиэкстремофилы - жизнь в условиях множественных стрессов. Спрингер, Дордрехт 2013, ISBN 978-94-007-6487-3 , предисловие; @google книги
- ^ Значение фундаментальных исследований: открытие Thermus aquaticus и других экстремальных термофилов
- ^ Гипертермофильные микроорганизмы
- ^ Микроб из глубины уносит жизнь до самого горячего из известных пределов
- ^ Высокое содержание гуанин-цитозина не является адаптацией к высокой температуре: сравнительный анализ среди прокариот
- ^ Чжэн Х., Ву Х; Ву (декабрь 2010 г.). «Геноцентрический анализ ассоциации для корреляции между уровнями содержания гуанин-цитозина и условиями температурного диапазона прокариотических видов» . BMC Bioinformatics . 11 : S7. DOI : 10.1186 / 1471-2105-11-S11-S7 . PMC 3024870 . PMID 21172057 .
- ^ «Анализ генома и протеома Nanoarchaeum equitans: показания для гипертермофильной и паразитарной адаптации».
- ^ Сайки, РК; Гельфанд, dh; Стоффель, S; Шарф, SJ; Хигучи, Р. Рог, GT; Муллис, КБ; Эрлих, HA (1988). «Праймер-направленная ферментативная амплификация ДНК с термостабильной ДНК-полимеразой». Наука . 239 (4839): 487–91. Bibcode : 1988Sci ... 239..487S . DOI : 10.1126 / science.239.4839.487 . PMID 2448875 .
дальнейшее чтение
Стеттер, Карл (февраль 2013 г.). «Краткая история открытия гипертермофильной жизни». Труды биохимического общества . 41 (1): 416–420. DOI : 10.1042 / BST20120284 . PMID 23356321 .
- Насколько жарко слишком жарко? Экспедиция T-Limit