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Thermoplasma volcanium


Thermoplasma volcanium è un arco moderatamente termoacidófila isolati da bocche idrotermali acidi e fumarole . 1 2 No parete cellulare e non è mobile. 1è anaerobi facoltativi. 1 2 Non ci sono precedenti valutazioni filogenetiche per questo organismo. 1 Thermoplasma volcanium riproduce asessualmente tramite scissione binaria e non è patogeno . 1

Discovery e l’isolamento

Thermoplasma volcanium è stato isolato da sorgenti idrotermali acidi dalle sponde del Vulcano , Italia Segerer et al. nel 1988. 1 Segerer et al. Hanno preso 20 campioni aerobici e anaerobici 110 fumarole Italia, Islanda , il Stati Uniti , e Java , Indonesia . 1 Campioni di entrambi gli ambienti aerobici e anaerobici che contengono solo genere Thermoplasma , ma eubatteri con forma bar sono stati osservati solo nei campioni di aerobica. 1 Il pH dei campioni era di 0,5-6,5, e la temperatura era di 25 ° C-102 ° C. 1 Thermoplasma volcanium è stato coltivato a 57 ° C utilizzando terreno di coltura modificato Darland (0,05% MgSO 4 , 0,02% (NH 4 ) 2 SO 4 , 0,025% CaCl 2 * 2H 2 O, e 0,1% di estratto di lievito ) può concentrazione glucosio ridotto. 1 2 Segerer et al. condizioni aerobiche e anaerobiche stabilite per crescere tutti i possibili microbi prelevati da campi solfatara, seconda sul particolare funzionamento metabolico di ogni microbi. 1 Il mezzo è stato collegato a un dispositivo di raffreddamento dell’aria su un agitatore per il glicerolo usando microbi aerobici respiro per l’elaborazione metabolica. 1 anaerobica media conteneva quantità minori di zolfo un rapporto di azoto ad anidride carbonica di 4: 1. 1 Dopo due giorni o tre settimane di cultura, in uno dei campioni anaerobici erano microbi come morfologia Thermoplasma noto. 1 Culture di questi microbi sono stati in grado di crescere in ambiente anaerobico. 1

L’eziologia

Il nome Thermoplasma deriva dal greco sostantivo terme significato “Heat” e il sostantivo greco al plasma , che significa “forma di qualcosa.” 1 2 volcanium è l’aggettivo latino volcanium , o “appartenente a Volcanus ,” il dio romano del fuoco e fabbri. La leggenda ha che egli viveva vicino Vulcano, dove sono stati trovati i ceppi di questa specie. 1

Caratteristiche

Morfologia

La morfologia generale del Thermoplasma volcanium coinvolge forme diverse a seconda della sua posizione all’interno della curva di crescita . 1 Durante la crescita logaritmica precoce, le cellule hanno modi di tutte le forme, compresa la forma di noce di cocco, discoteca e bar circa 0,2-0,5 micron. 1 durante la crescita logaritmica e la fine stazionario, le cellule sono principalmente sferica e germogli possono produttore 0,3 micrometri di diametro che contengono gli scienziati del DNA credere. 1 Ogni cella ha un solo flagello ad una fine polare. 1 isolati Thermoplasma volcanium hanno envolutra cellulare o parete cellulare . 1

Genoma

Kawashima et al. Egli ha sequenziato il genoma totale volcanium Thermoplasma utilizzando la clonazione frammento . 3 Thermoplasma volcanium ha un genoma circolare composta da 1.58 mega bps (Mbps) per un totale di 1.613 geni, che codifica per le proteine di 1.543. 3 Il contenuto di GC del genoma è 39,9%. 3 Thermoplasma volcanium differisce da Thermoplasma acidophilum , che ha un contenuto di GC di circa il 7% più grande Thermoplasma volcanium. 1 Nessuna correlazione significativa è stata osservata tra la temperatura di crescita ottimale e contenuti GC. 4

Il sequenziamento del genoma di vari archeobatteri ha dimostrato una correlazione positiva tra la crescita e la temperatura ottimale della presenza di specifiche combinazioni di dinucleotidi purine e pirimidine . 4 Il DNA volcanium Thermoplasma è più flessibile altro DNA archeobatteri causa della presenza di conformazioni purina / pirimidina archeobatteri rispetto ipertermofilo contenente più di purina / purine o pirimidine accoppiamenti / pirimidina. 4

la crescita ottimale

Come altri archeobatteri, Thermoplasma volcanium è estremofilo, in particolare un termoacidófilo. E ‘anche molto mobile, dai flagelli. Si trova in bocche idrotermali, sorgenti di acqua calda , solfatare, vulcani , e in altri luoghi acquatici di calore estremo, pH basso e alta salinità . 1 La mancanza di parete cellulare è ciò che permette Thermoplasma volcanium sopravvivere e crescere a temperature di 33-67 ° C (ottimale 60 ° C) e pH 1.0-4.0 (ottimale 2,0). 4 Per modificare la mancanza di parete cellulare, membrana cellulare specializzato è presente all’interno delle specie archaea; la membrana cellulare è composto di etere – molecole linked di glicerolo e acidi grassi .

Metabolismo

Thermoplasma volcanium è un quimioorganoheterótrofo facultivo anaerobico che è anche in grado di metabolismo Lithotrophic via respirazione anaerobica di zolfo. 1 2 I suoi donatori di elettroni sono composti organici carboidrati semplici da estratti cellulari, e accettori di elettroni sono ossigeno durante la respirazione aerobica e zolfo elementare durante la respirazione anaerobica. 1 In condizioni anaerobiche rigorose, l’assenza di zolfo riduce la crescita di isolati, ma vi è ancora una piccola quantità di osservabili, attribuibili ad un accettore di elettroni che non è stata identificata la crescita. 1 Perché si può crescere in terreno contenente lievito e lo zucchero, si può Thermoplasma volcanium distrugge anche di carbonio altri microbi nelle vicinanze di sorgenti idrotermali. 2

temperatura di crescita ottimale è correlata con la presenza di singole proteine in archeobatteri, specialmente le proteine che mediano specifiche vie metaboliche. 4 Per esempio, nella maggior ipertermofilo , precursori proteici di eme denaturare alle alte temperature, che microrganismi prosperano Estes. 4 Pertanto, questa via metabolica smarrimento o modificato per adattarsi a queste condizioni estreme. 4 In Thermoplasma volcanium , tuttavia, la maggior parte delle proteine coinvolte nella produzione di eme sono intatte. 4 La maggior parte archeobatteri girasi ipertermofilo utalizan inversa e topoisomerasi VI modificare il súperhelicidad del loro DNA, ma il genoma di del Thermoplasma volcanium girasi utilizzato e topoisomerasi I. 4 In questo modo, Thermoplasma volcanium può suggerire i meccanismi sottostanti adattamenti evolutivi Archea ha permesso di sopravvivere in ambienti caldi.

Per quanto riguarda Thermoplasma acidophilum

Thermoplasma volcanium è un parente stretto di Thermoplasma acidophilum . 1 Thermoplasma acidophilum è stato isolato dalle stesse bocche idrotermali acidi e fumarole Thermoplasma volcanium che indice stretta relazione tra i due e le loro caratteristiche estremofili . 1 Le due specie sono molto mobili, parete cellulare mancante, e hanno proteine come istoni controparti . Questo indica che entrambi sono stati prodotti dalla evoluzione divergente di eucarioti . 1 L’omologia tra il suo DNA è minima, causando i diferences tra le due specie. 1

Le ricerche

HU istone DNA-binding protein

I ricercatori Kawashima et al. Essi hanno dimostrato che il genoma Thermoplasma volcanium codifica del DNA della proteina istone e ha scoperto che unifica un segmento si chiama huptvo . 4 simili geni codificano proteine HU sono stati molti genomi batterici descubrido in, ed è componente essenziale del DNA batterico e funzioni metaboliche. 4 5 Ulteriori ricerche in questa proteina potrebbe aiutare a determinare le relazioni evolutive tra interazioni proteina-DNA nei batteri e di archeobatteri. 5 La capacità di Thermoplasma volcanium operare in ambienti aerobici e anaerobici hanno reso una parte importante della ricerca sulla ipotesi di endosimbiosi . 5

Possibilità di utilizzo nel campo delle biotecnologie

Estremofili caratteristiche e la mancanza di una parete cellulare permette Thermoplasma volcanium operare a temperature elevate e alti livelli di acidità. 1 4 Thermoplasma volcanium ha metabolismo anaerobico e respirazione può usare zolfo, che può essere usato commercialmente nelle miniere di carbone e l’ industria del petrolio per rimuovere il biossido di zolfo dal carbone. 1 La combustione del carbone è uno dei maggiori contributi di umanos all’anidride solforosa nell’atmosfera. Questo gas può formare composti nocivi quali l’acido solforico . 6 I batteri si sono dimostrati in grado di desolforazione (come Thermoplasma volcanium ) può essere individuato e utilizzato per identificare, isolare e clonare i geni e gli enzimi associati con la desolforazione . 6 Il livello di attività della desolforazione percorso deve essere aumentato se essere sfruttata per uso commerciale o ecologici. 6 Ciò potrebbe avvenire upregulation dell’espressione del relativo o aumentando il numero di copie di geni Estes. 6 anche potrebbe essere fatto aumentando la resa del percorso. 6 Se possibile sfruttare estremofilo dispone Thermoplasma volcanium quindi le operazioni industriali possono essere più efficienti e quindi producono meno di zolfo, il che significa meno piogge acide . Questo puediera anche fornire informazioni sul ruolo di zolfo nel riscaldamento globale .

Riferimenti

  1. ↑ Vai a:un b c d e f g h i j k l m n ñ o p q r s t u v w x e z aa ab ac annuncio ae af Segerer, Andreas; Langworthy, Thomas A.; Stetter, Karl O. (1988). “Acidophilum Thermoplasma e Thermoplasma volcanium sp. novembre da Solfatara Campi “. Sistematica e Microbiologia Applicata 10 (2): 161-171. doi : 10.1016 / S0723-2020 (88) 80.031-6 .
  2. ↑ Vai a:un b c d e f Darland, G. (1970). “Un mycoplasm acidofile termofili isolati da un carbone rifiutare mucchio”. Science 170 : 1416-1418. doi : 10.1126 / science.170.3965.1416 . PMID  5.481.857 .
  3. ↑ Vai a:un b c Kawashima, T. (1999). “Determinazione della sequenza completa del DNA genomico di Thermoplasma volcanium GSS1.” Atti dell’Accademia Giappone. Ser . B: fisici e biologici Scienze 75 (7): 213-218. doi :10,2183 / pjab.75.213 .
  4. ↑ Vai a:un b c d e f g h i j k l Kawashima, T; Amano, N; Koike, H (2000). “Adattamento archaeal a temperature più elevate rivelati da sequenza genomica di Thermoplasma volcanium” . Proceedings of the National Academy of Sciences 97 (26): 14257-62. doi : 10.1073 / pnas.97.26.14257 . PMC  18905 . PMID  11.121.031 .
  5. ↑ Vai a:un b c Orfaniotou, (2009) F. “La stabilità del HU archeali DNA-binding protein istone-simili da Thermoplasma volcanium.” Estremofili 13 : 1-10. doi : 10.1007 / s00792-008-0190-6 .
  6. ↑ Vai a:un b c d e Kilbane, John (1989). “Desolforazione del carbone: la soluzione microbica.” Trends in Biotecnologie 7 (4): 97-101. doi : 10,1016 / 0167-7799 (89) 90007-3 .

Thermoplasma


Thermoplasma è un genere di microrganismi del dominio Archaea . Appartiene alla classe Thermoplasmata , che prospera in ambienti a temperatura acidi e alti. Thermoplasma è un anaerobico respirazione opzionale zolfo e carbonio organico. Non ha parete cellulare , ma invece ha una sola membrana composta principalmente da un lipoglicano tetra-etere contenente un lipide tetra-etere collegato a un oligosaccaride contenente glucosio e mannosio . Questo è presumibilmente responsabile lipoglicano stabilità acida e termica della membrana Thermoplasma .

Attualmente il genere Thermoplasma comprende due specie, T. acidophilum e T. volcanium . Entrambe le specie hanno molti flagelli. T. acidophilum è stato originariamente isolato da un incendio mucchio di carbone a pH 2 e 59 ° C. Numerose catene T. volcanium sono stati isolati nelle sorgenti calde solforose in molti luoghi. I genomi di entrambe le specie sono stati sequenziati.

Riferimenti

  • Madigan, Martinko e MT, JM (2005). Brock Biologia dei Microrganismi, 11 ° Ed . Pearson Prentice Hall.
  • Ruepp, A., Graml, W., Santos-Martinez, M.-L., Koretke, KK, Volker, C., Werner Mews, H. Frishman, D., Stocker, S., Lupas, AN e Baumeister , W. (2000). “La sequenza del genoma del tesoro thermoacidophilic Thermoplasma acidophilum.” Nature 407 : 508-513. [ Http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v407/n6803/full/407508a0_fs.ht Nome scientifico: Thermoplasmaiticoh

Thermococcus barophilus

Thermococcus barophilus è una sorta di arco barófila e ipertermofilo . È stato isolato da una fonte idrotermale di acque profonde. È anaerobica e può metabolizzare lo zolfo . Il suo tipo di ceppo è MP T . 1

Nomenclatura

Il nome Thermococcus barophilus ha radici greche, termo per il calore, Kokkos per cella sferica, Baros per il peso e Philus per “amore di qualcosa.” In totale, è un “corpo con corpo sferico, che ha tropismo per il calore e il peso (della colonna d’acqua ).” 2

Fisiologia

Thermococcus barophilus può crescere a temperature più elevate se la pressione è alta anche. A pressione atmosferica , può crescere a temperature di 45-90ºC con la temperatura ottimale di 85 ° C, ma può crescere a temperature fino a 100 se la pressione idrostatica è 15,0-17,5 MPa. 2

Riferimenti

  1. Torna a inizio pagina↑ Marteinsson, VT; Birrien, J.-L.; Reysenbach, A. L.; Vernet, M., Marie, D.; Gambacorta, A.; Messner, P.; Sleytr, UB et al. (1999). “Sp Barophilus Thermococcus. novembre, un nuovo archaeon barophilic e ipertermofilo isolato ad alta pressione idrostatica da un idrotermale sfiato d’altura. ” International Journal di Batteriologia sistematica 49 (2): 351-359. doi : 10,1099 / 00207713-49-2-351 . ISSN  0020-7713 .
  2. ↑ Vai a:un b David R. Boone; Richard W. Castenholz, eds. (13 gennaio 2012). Manuale Bergey di Batteriologia sistematica 1 (2 ° edizione). Springer Science & Business Media. p. 344. ISBN  038721609X . Richiamato il 23 settembre 2016 .

thermococci

I termococos ( thermococci ) stanno unendo classe di archeobatteri il bordo Euryarchaeota . E ‘incluso nel phylum Euryarchaeota . Vivono in ambienti estremamente caldi, come le bocche idrotermali con temperatura di crescita ottimale superiore a 80 ° C. Thermococcus e Pyrococcus (letteralmente “palla di fuoco”) sono entrambi chemoorganotrophs anaerobi richiesti. Thermococcus preferito 70-95 ° C, mentre per Pyrococcus è 70-100 ° C. Palaeococcus helgesonii è una recente scoperta del microrganismo Mar Tirreno, quimioheterótrofo aerobica o microaerofilia crescere a temperature di 45-85 ° C, con un optimum di circa 80 ° C. Gammatolerans Thermococcus sp. Novembre è un microorganismo recentemente scoperto in Guaymas bacino che sviluppa immettere il 55-95 ° C con un optimum di circa 88 ° C. con un pH ottimale di 6 e il corpo è più radioresistance sostenendo una irradiazione di raggi gamma 30kGy

Pyrococcus

Pyrococcus è un genere di archeobatteri famiglia Thermococcaceae . 1 La specie più nota è Pyrococcus furiosus , uno termofili cui ottimale la crescita della temperatura è di 100 ° C a pH 7. Le specie di questo genere sono una fonte di enzimi termostabili per l’uso in biotecnologia e l’industria. 2

Riferimenti

  1. Torna alla cima↑ Vedere la NCBI pagina web su Pyrococcus . I dati provenienti dal “risorse tassonomia NCBI” . National Center for Biotechnology Information . Estratto 19 marzo, 2007 .
  2. Torna alla cima↑ Synowiecki J, Grzybowska B, Zdziebło A (2006). “Fonti, proprietà e idoneità dei nuovi enzimi termostabili in trasformazione dei prodotti alimentari”. Crit Rev cibo Sci Nutr 46 (3): 197-205. PMID  16.527.752 .

Thermoplasmata

I termoplasmatos ( Thermoplasmata ) sono una classe di archeobatteri il bordo Euryarchaeota . Tutte le specie sono acidofile , sviluppare in modo ottimale ad un pH sotto 2. Picrophilus è attualmente il più acidofile di tutti gli organismi noti, crescendo ad un pH minimo di 0,06. Molte di queste agenzie non hanno parete cellulare , ma Picrophilus sé possiede.

La maggior parte dei membri identificati Thermotoplasmata sono termofila , tuttavia diverse superfici incolte e fondali marini.

Methanosarcina barkeri

Methanosarcina barkeri è il tipo di archi più noti all’interno del genere Methanosarcina , e le sue proprietà in genere si applica aintero genere. 1Methanosarcina barkeri è in grado di produrre metano in condizioni anaerobiche per diverse vie metaboliche. M. barkeri può utilizzare diverse molecole per la produzione di ATP , compresi metanolo , acetato , metilamine e varie forme di biossido di carbonio e idrogeno. 1

Riferimenti

  1. ↑ Vai a:un b Balch, WE (1979). “Methanogens: rivalutazione di un gruppo biologico unico” . Microbiologia e Biologia Molecolare recensioni 43 (2).

acetivorans Methanosarcina

Methanosarcina acetivorans è una sorta di arco di ordine metanosarcinales . Si tratta di una metanogenica versatile trovato in tali ambienti diversi come pozzi di petrolio , discariche, sorgenti idrotermali profondesedimenti marini e ossigenato sotto i letti di alghe . Solo M. acetivorans e microrganismi del genere Methanosarcina usato in modo intercambiabile tre percorsi noti di metanogenesi . 1 I Methanosarcinales , tra M. acetivorans , sono, quindi, l’unica archeobatteri grado di formare colonie multicellulari e anche mostrare differenziazione cellulare. Il genoma di M. acetivorans è uno dei più grandi di tutto il dominio archeobatteri . 2

Nel 2006, James G. Ferry e Christopher Casa scoperto che M. acetivorans utilizzano una via metabolica sconosciuta finora di metabolizzare il monossido di carbonio che producono metano e acido acetico utilizzando enzimi noti come il fosfotransacetilasa (PTS) e chinasi acetato (ACK). Questo percorso è sorprendentemente semplice ed è stata proposta da Ferry e House come forse il primo via metabolica utilizzata da microrganismi primarie. Tra le altre teorie sul metabolismo primario sono la teoria eterotrofi e quimioautotrófica teoria , ma entrambi sono stati criticati per essere troppo complesso per essere sorto spontaneamente.

Tuttavia, in la presenza di minerali contenenti solfuri di ferro, come dovrebbe essere trovato nei sedimenti ambienti primari, acetato sarebbe cataliticamente convertito in thioester etilico che è un derivato contenente zolfo . microbi primitivi potevano ottenere energia biochimica in la forma di adenosina trifosfato (ATP) convertire acetati thioester acetato nuovamente utilizzando il PTS e l’ACK ,, che ancora una volta diventerà thioester acetato per completare il processo. In tale ambiente, un ‘protocellula “primitivo potrebbe facilmente produrre energia attraverso questa via metabolica, espellendo acetato come prodotto di scarto. Inoltre, l’ACK catalizza direttamente la sintesi di ATP. Altre vie generano energia da ATP solo attraverso reazioni multienzimáticas complessi coinvolti quimioosmóticos pompe e gradienti attraverso la membrana.

Riferimenti

  1. Torna alla cima↑ genome.org
  2. Torna alla cima↑ microbewiki.kenyon.edu

Methanosarcina

Methanosarcina è un genere di microrganismi del dominio Archaea . E ‘l’unico methanogen anaerobica conosciuto per produrre metano utilizzando i tre percorsi metabolici conosciuti per metanogenesi [1] . La maggior parte methanogens generano metano dalla anidride carbonica e idrogeno . Altri utlizan acetato nel percorso acetoclastici. Oltre a questi due percorsi, le specie di Methanosarcina possono anche metabolizzare composti metil C1 (un atomo di carbonio) per metanogenesi Methylotrophic . Tali composti includono C1 metilamine , metanolo e tioli metilici .

Specie Methanosarcina sono le più diverse methanogens in termini di fisiologia . Si trovano in ambienti diversi, tra cui sacchetti di rifiuti, acque di scarico, bocche idrotermali profonde e anche nel tratto digestivo di vari ungulati , tra cui mucche, pecore, capre e cervi. Methanosarcina stato anche trovato nel tratto digestivo umano.

Essi sono unici nel senso che essi formano colonie e anche mostrano una forma primitiva di differenziazione cellulare. E ‘l’unico archeobatteri noto a sperimentare significativi cambiamenti morfologici durante unicellulari crescita e forme multicellulari coinvolgono. Finora è stato osservato Methanosarcina mazei S-6 in tre modi diversi: pacchetti, cellule isolate e fogli. È stato anche osservato che due coppie di queste forme, pacchetti e cellule isolate o cellule isolate e fogli, crebbe e divenne un supporto con la stessa composizione.

Il genere Methanosarcina comprende M. barkeri , M. mazei e acetivorans M. . Gli ultimi due, M. mazei e M. acetivorans hanno estremamente lunghi genomi. Nell’agosto 2006, M. acetivorans avevano il genoma sequenziato archaeano più lunga con 5,751,492 paia di basi. Il genoma di M. mazei era leggermente più corto con 4,096,345 paia di basi.

Nel 2002 , i ricercatori della Ohio State University hanno scoperto l’ aminoacido numero naturale venti, la pirrolisina , che si trova solo nella specie Methanosarcina barkeri . 1

Riferimenti

  1. Torna alla cima↑ Gayathri Srinivasan, M. Carey James, Joseph A. Krzycki (2002). “Pirrolisina codificata da UAG in Archaea: ricarica di un tRNA UAG-decodifica Specialized” . Science 296 (5572). p. 1459-1462 .

Methanopyrus

Methanopyrus è un microrganismo metanogenica il dominio Archaea ed è l’unico genere nella classe Methanopyri . 1 comprende una singola specie descritte, M. kandleri . È un ipertermofilo scoperto nelle pareti di una sorgente idrotermale nel Golfo della California ad una profondità di 2000 m edtemperature di 84-110  ° C , raggiungendo il record di sopravvivenza a temperatura superiore, 122 ° C. Vive in un ambiente ricco di idrogeno e anidride carbonica , e altri methanogens, riducendo questi composti a metano . Si è classificato nel phylum Euryarchaeota nella propria classe.

116 ceppo fu scoperto nel fluido del campo idrotermale fumatore nero Kairei; può sopravvivere e riprodursi a 122 ° C. 2 vive in un ambiente ricco di idrogeno – l’anidride carbonica , e come gli altri methanogens riducono a metano . Si trova tra il Euryarchaeota , nella sua stessa classe.

Riferimenti

  1. Torna a inizio pagina↑ National Center for Biotechnology Information (ed.). “risorse tassonomia NCBI” . Estratto 19 marzo, 2007 .
  2. Torna a inizio pagina↑ Takai K, K Nakamura, Toki T, U Tsunogai, Miyazaki M, Miyazaki J, H Hirayama, Nakagawa S, T Nunoura, Horikoshi K (2008). “La proliferazione cellulare a 122 ° C e con isotopi pesanti CH4 cultura produttiva per ipertermofilo methanogen alta pressione” . Proc Natl Acad Sci USA. UU. 105 (31): 10.949-54. doi : 10.1073 / pnas.0712334105 . PMC  2.490.668 . PMID  18.664.583 .

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