थर्मस जलीय विशेषताओं, जीवन चक्र, अनुप्रयोगों

थर्मस जलीय एक थर्मोफिलिक जीवाणु है, जिसे 1967 में थॉमस ब्रॉक द्वारा खोजा गया था, जो फाइलम डीनोकोकस-थर्मस में स्थित है। यह एक ग्राम-नकारात्मक, हेटरोट्रॉफ़िक और एरोबिक सूक्ष्मजीव है, जो थर्मल स्थिरता के आंतरिक गुण के रूप में है.

यह यलोस्टोन नेशनल पार्क और उत्तरी अमेरिका के कैलिफोर्निया में 50 डिग्री सेल्सियस और 80 डिग्री सेल्सियस के बीच और पीएच 6.0 से 10.5 के बीच विभिन्न प्रकार के थर्मल स्रोतों से प्राप्त किया जाता है। इसे कृत्रिम थर्मल आवास से भी अलग किया गया है.

यह गर्मी प्रतिरोधी एंजाइमों का एक स्रोत है, जो विभिन्न विकृतीकरण चक्रों से बचे रहते हैं। इस संदर्भ में, जैव प्रौद्योगिकी उद्योग के लिए प्रोटीन और एंजाइम विशेष रुचि रखते हैं.

यह वह एंजाइम है जो इसकी रचना करता है, इसका उपयोग आनुवंशिक इंजीनियरिंग में पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) में किया जाता है, और वैज्ञानिक और फोरेंसिक अनुसंधान के लिए एक उपकरण के रूप में (विलियम्स और शार्प, 1995).

सूची

• 1 सामान्य विशेषताएं
• 2 Phylogeny और taxonomy
• 3 आकृति विज्ञान
• 4 जीवन चक्र
• 5 सेल संरचना और चयापचय
• 6 अनुप्रयोग
  • 6.1 अंशों को प्रवर्धित करें
  • 6.2 कैटालिएज जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं
  • 6.3 खाद्य जैव प्रौद्योगिकी
  • 6.4 पॉलीक्लोराइनेटेड बाइफिनाइल यौगिकों का ह्रास
• 7 संदर्भ

सामान्य विशेषताएं

यह ग्राम नकारात्मक है

थर्मस जलीय ग्राम दाग प्रक्रिया के अधीन होने पर यह फुकिया रंगाई को प्राप्त करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि पेप्टिडोग्लाइकन की दीवार बेहद पतली है ताकि डाई के कण उसमें फंस न जाएं.

वास

इस जीवाणु को अत्यधिक उच्च तापमान का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका तात्पर्य यह है कि इसका प्राकृतिक आवास ग्रह पर ऐसे स्थान हैं जहाँ तापमान 50 ° C से अधिक है.

इस अर्थ में, यह जीवाणु येलोस्टोन नेशनल पार्क के सबसे आम होने के नाते, गीजर से अलग कर दिया गया है; दुनिया भर में गर्म झरनों के साथ-साथ कृत्रिम गर्म पानी का वातावरण.

यह एरोबिक है

इसका मतलब है कि थर्मस जलीय यह एक जीवाणु है जो वातावरण में होना चाहिए जो अपनी चयापचय प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए ऑक्सीजन की उपलब्धता प्रदान करता है.

यह थर्मोफिलिक है

यह सबसे अधिक प्रतिनिधि विशेषताओं में से एक है थर्मस जलीय. इस जीवाणु को उन जगहों से अलग किया गया है जहाँ तापमान बहुत अधिक है.

थर्मस जलीय यह एक बहुत ही विशेष और प्रतिरोधी जीवाणु है, क्योंकि तापमान जितना अधिक है कि यह समर्थन करता है, अधिकांश जीवित चीजों में प्रोटीन को बदनाम किया जाता है और अपरिवर्तनीय रूप से अपने कार्यों को करना बंद कर देता है।.

इस जीवाणु का विकास तापमान 40 ° C से 79 ° C तक होता है, जिसका अधिकतम विकास तापमान 70 ° C होता है.

वह विषमलैंगिक है

किसी भी हेटरोट्रॉफिक जीव की तरह, इस जीवाणु को विकसित करने के लिए पर्यावरण में मौजूद कार्बनिक यौगिकों की आवश्यकता होती है। कार्बनिक पदार्थों के मुख्य स्रोत बैक्टीरिया और शैवाल हैं जो आस-पास की मिट्टी, साथ ही आसपास मौजूद हैं.

यह थोड़ा क्षारीय वातावरण में विकसित होता है

इष्टतम पीएच जिस पर थर्मस जलीय प्रोटीन के बिना विकसित हो सकते हैं जो इसे खो देते हैं उनका कार्य 7.5 और 8 के बीच होता है। यह याद रखने योग्य है कि पीएच पैमाने पर 7 तटस्थ है। इसके ऊपर क्षारीय और अम्ल के नीचे होता है.

यह बहुत सारे एंजाइम का उत्पादन करता है

थर्मस जलीय यह एक सूक्ष्मजीव है जो प्रायोगिक रूप से उच्च तापमान वाले वातावरण में रहने की क्षमता के कारण बहुत उपयोगी है.

खैर, कई जांचों के माध्यम से यह निर्धारित किया गया है कि यह कई एंजाइमों को संश्लेषित करता है, जो अन्य सूक्ष्मजीवों में, उत्सुकता से, उन्हीं तापमानों पर होता है, और उनके कार्य को खो देता है।.

एंजाइम जो संश्लेषित करता है थर्मस जलीय सबसे अधिक अध्ययन किए गए हैं;

• aldolase
• टैक I प्रतिबंध एंजाइम
• DNA Ligase
• क्षारीय फॉस्फेटस
• आइसोसाइट्रेट डिहाइड्रोजनेज
• amylomaltase

Phylogeny और taxonomy

इस सूक्ष्मजीव को क्लासिक दृष्टिकोण के तहत तैयार किया गया है:

• किंगडम: बैक्टीरिया
• फाइलम: डाइनोकोकस- थर्मस
• वर्ग: डाइनोकोसी
• आदेश: थर्मेल्स
• परिवार: थर्मेशिया
• शैली: थर्मस
• प्रजातियां: थर्मस जलीय.

आकृति विज्ञान

जीवाणु थर्मस जलीय रॉड के आकार के बैक्टीरिया (बेसिली) के समूह से संबंधित है। कोशिकाओं में 4 और 10 माइक्रोन के बीच अनुमानित आकार होता है। माइक्रोस्कोप में आप बहुत बड़ी कोशिकाओं, साथ ही छोटी कोशिकाओं को देख सकते हैं। सेल सतह पर कोई सिलिया या फ्लैगेला नहीं.

की कोशिका थर्मस जलीय इसमें एक झिल्ली होती है जो बदले में तीन परतों से बनी होती है: एक आंतरिक प्लाज्मा, एक बाहरी एक खुरदरा और एक मध्यवर्ती।.

इस प्रकार के जीवाणुओं की एक विशिष्ट विशेषता यह है कि इसकी आंतरिक झिल्ली में छड़ जैसी दिखने वाली संरचनाएं होती हैं, जिन्हें पुनर्जीवित करने वाले पिंडों के रूप में जाना जाता है।.

उसी तरह, इन जीवाणुओं में उनकी कोशिका भित्ति में बहुत कम पेप्टिडोग्लाइकन होते हैं और, ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया के विपरीत, उनमें लिपोप्रोटीन होते हैं.

प्राकृतिक प्रकाश के संपर्क में आने पर, बैक्टीरिया की कोशिकाएं पीले, गुलाबी या लाल रंग की हो सकती हैं। यह बैक्टीरिया कोशिकाओं में निहित पिगमेंट के कारण है.

आनुवंशिक सामग्री एकल गोलाकार गुणसूत्र से बनी होती है जिसमें डीएनए समाहित होता है। इसमें से लगभग 65% गाइनिन और साइटोसिन के न्यूक्लियोटाइड्स से बना है, थाइमिन और एडेनिन के न्यूक्लियोटाइड्स 35% का प्रतिनिधित्व करते हैं.

जीवन चक्र

सामान्य तौर पर, टी। जलीय पदार्थ सहित बैक्टीरिया कोशिका विभाजन द्वारा अलैंगिक रूप से प्रजनन करते हैं। केवल डीएनए गुणसूत्र को दोहराने के लिए शुरू होता है; यह डीएनए पोलीमरेज़ नामक एंजाइम की उपस्थिति के कारण बेटी कोशिकाओं से सभी आनुवंशिक जानकारी प्राप्त करने में सक्षम होने के लिए प्रतिकृति बनाता है। 20 मिनट पर कोशिका में एक साइट पर नया गुणसूत्र पूरा हो जाता है और ठीक हो जाता है.

विभाजन जारी है और 25 मिनट पर, दो गुणसूत्र दोगुना होने लगे हैं। सेल के केंद्र में और 38 मिनट पर एक विभाजन दिखाई देता है। बेटी कोशिकाओं का विभाजन एक दीवार से अलग होता है, जो 45-50 मिनट पर अलैंगिक विभाजन को समाप्त करता है। (ड्रेफस, 2012).

सेल संरचना और चयापचय

क्योंकि यह एक ग्राम-नकारात्मक जीवाणु है, इसमें एक बाहरी झिल्ली (लिपोप्रोटीन परत) और पेरिप्लासम (जलीय झिल्ली) है, जहां पेप्टिडोग्लाइकन स्थित है। कोई सिलिया, कोई ध्वजवाहक नहीं देखा जाता है.

इन थर्मोफिलिक जीवों के लिपिड की संरचना को संदर्भ के तापमान के उतार-चढ़ाव के अनुकूल होना चाहिए, जहां वे विकसित होते हैं, सेलुलर प्रक्रियाओं की कार्यक्षमता बनाए रखने के लिए, उच्च तापमान (रे एट अल) पर विघटन से बचने के लिए आवश्यक रासायनिक स्थिरता को खोए बिना। । 1971).

दूसरी ओर, टी। जलीय पदार्थ थर्मोस्टेबल एंजाइमों का एक सच्चा स्रोत बन गया है। टाक डीएनए पोलीमरेज़, एक एंजाइम है जो एक सब्सट्रेट के lysis को उत्प्रेरित करता है जो एक डबल बॉन्ड बनाता है, इसलिए यह लाइसेज़ प्रकार के एंजाइम (एंजाइम जो बॉन्ड की रिहाई को उत्प्रेरित करता है) से संबंधित है.

यह मानते हुए कि यह एक थर्मोफिलिक जीवाणु से आता है, यह उच्च तापमान पर लंबे समय तक ऊष्मायन का विरोध करता है (लैम्बल, 2009).

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रत्येक जीव में प्रतिकृति के लिए डीएनए पोलीमरेज़ है, लेकिन इसकी रासायनिक संरचना के कारण उच्च तापमान का विरोध नहीं करता है। यही कारण है कि टाक डीएनए पोलीमरेज़ मुख्य जीन है जो मानव जीनोम के अनुक्रम को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है, साथ ही अन्य प्रजातियों के जीनोम भी।.

अनुप्रयोगों

टुकड़ों को प्रवर्धित करें

एंजाइम की तापीय स्थिरता इसे इन विट्रो प्रतिकृति के माध्यम से डीएनए टुकड़ों को बढ़ाने के लिए तकनीकों में उपयोग करने की अनुमति देती है, जैसे कि पीसीआर (पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन) (Mas और Colbs, 2001).

इसके लिए, प्रारंभिक और अंतिम प्राइमरों (शॉर्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम जो डीएनए संश्लेषण के लिए एक प्रारंभिक बिंदु प्रदान करता है), डीएनए पोलीमरेज़, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स ट्राइफॉस्फेट, बफर और उद्धरण की आवश्यकता होती है.

सभी तत्वों के साथ प्रतिक्रिया ट्यूब को 94 और 98 डिग्री सेल्सियस के बीच एक थर्मल साइक्लर में रखा जाता है, डीएनए को सरल जंजीरों में विभाजित करने के लिए.

प्राइमरों के प्रदर्शन को शुरू करें और 75-80 डिग्री सेल्सियस के बीच फिर से गरम करना होता है। डीएनए के 5 'अंत से 3' तक संश्लेषण शुरू करें.

यहां थर्मोस्टेबल एंजाइम का उपयोग करने का महत्व है। यदि किसी अन्य पोलीमरेज़ का उपयोग किया गया था, तो यह प्रक्रिया को अंजाम देने के लिए आवश्यक अत्यधिक तापमान के दौरान नष्ट हो जाएगा.

केरी मुलिस और सेतुस कॉर्पोरेशन के अन्य शोधकर्ताओं ने डीएनए के थर्मल विकृतीकरण के प्रत्येक चक्र के बाद एंजाइम को जोड़ने की आवश्यकता के बहिष्कार की खोज की। एंजाइम को क्लोन किया गया, संशोधित किया गया, और वाणिज्यिक बिक्री के लिए बड़ी मात्रा में उत्पादन किया गया.

जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करें

थर्मोस्टेबल एंजाइमों के अध्ययन ने औद्योगिक प्रक्रियाओं की एक विशाल श्रृंखला के लिए आवेदन किया है और आणविक जीव विज्ञान में एक सफलता मिली है। जैव प्रौद्योगिकी के दृष्टिकोण से, इसके एंजाइम अत्यधिक तापमान स्थितियों के तहत जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने में सक्षम हैं.

उदाहरण के लिए, संभावित संक्रामक सूक्ष्मजीवों के उपयोग के बिना चिकन पंख कचरे के प्रबंधन के लिए एक प्रक्रिया विकसित करने के लिए अनुसंधान विकसित किया गया है।.

हमने केरातिनोलिटिक प्रोटीज के उत्पादन द्वारा मध्यस्थता किए गए चिकन पेन के जैवअवक्रमण की जांच की, जिसका तात्पर्य थर्मोफिलिक गैर-रोगजनक टी। जलीय (भगत, 2012) से है।.

खाद्य जैव प्रौद्योगिकी

टी। एक्वाटिकस के थर्मोएक्टिव सेरीन पेप्टिडेज़ एक्वलिसिन 1 द्वारा ग्लूटेन की हाइड्रोलिसिस, रोटी बनाने में 80 ° C से ऊपर शुरू होती है.

इसके साथ ब्रेड क्रम्ब की बनावट के लिए थर्मोस्टेबल ग्लूटेन के सापेक्ष योगदान का अध्ययन किया जाता है (वर्बौवेड और कोलब, 2017).

पॉलीक्लोराइनेटेड बिपेनिल यौगिकों का अपग्रेड

औद्योगिक क्षेत्र में उपयोगिता के बारे में थर्मोफिलिक बैक्टीरिया के रूप में थर्मस एक्वाटिक के एंजाइम पॉलीक्लोराइनेटेड बाइफिनाइल यौगिकों (पीसीबी) के क्षरण में लागू होते हैं.

इन यौगिकों का उपयोग विद्युत उपकरण में रेफ्रिजरेंट के रूप में किया जाता है। विषाक्तता बहुत व्यापक है और इसकी गिरावट बहुत धीमी है (रुइज़, 2005).

संदर्भ

1. ब्रॉक, टीडी।, फ्रीज एच। थर्मस जलीयस जीन। एन। और सपा। n।, अत्यधिक थर्मोफाइल को निरूपित करने के लिए। 1969. जे बैक्टीरिया। खंड 98 (1)। 289-297.
2. ड्रेफस कोर्टेस, जॉर्ज। रोगाणुओं की दुनिया। संपादकीय आर्थिक संस्कृति पृष्ठभूमि। मेक्सिको। 2012.
3. फेरेरस पी। एलॉय आर। अभिव्यक्ति और बायोटेक्नोलॉजिकल ब्याज की थर्मोस्टेबल एंजाइमों का अध्ययन ऑटोनॉमस यूनिवर्सिटी ऑफ मैड्रिड। डॉकटोरियल मैड्रिड। 2011. उपलब्ध: repositorio.uam.es.
4. मास ई, पूजा जे, सिरिजा जे, ज़रागोज़ा पी, ओस्टा आर और रोडेलर सी। बेसिस ऑफ़ पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर)। एक्वाटिक नंबर 15, नवंबर 2001.
5. Ruiz-Aguilar, Graciela M. L., सूक्ष्मजीवों द्वारा Polychlorinated Biphenyls (PCBs) का बायोडिग्रेडेशन ... विश्वविद्यालय अधिनियम [ऑनलाइन] 2005, 15 (मई-अगस्त)। Redalyc.org पर उपलब्ध है.
6. शार्प आर, विलियम आर। थर्मस स्पेसी। जैव प्रौद्योगिकी हैंडबुक। स्प्रिंगर साइंस बिजनेस मीडिया, एलएलसी। 1995.