Мезофил - Mesophile

А мезофил является организм лучше всего растет в умеренных температура, ни слишком жарко, ни слишком холодно, с оптимальным диапазоном роста от 20 до 45 ° C (от 68 до 113 ° F).[1] Этот термин в основном применяется к микроорганизмы. Организмы, предпочитающие экстремальные условия, известны как экстремофилы. Мезофилы имеют различные классификации, относящиеся к двум домены: Бактерии, Археи, и чтобы Королевство Грибы домена Эукария. Мезофилы, принадлежащие к домену Бактерии, могут быть грамположительный или же грамотрицательный. Потребности в кислороде для мезофилов могут быть аэробный или же анаэробный. Есть три основных вида мезофилов: кокк, бацилла, и спираль.

Среда обитания

Среда обитания мезофилов может включать: сыр и йогурт. Их часто добавляют во время ферментации пиво и вино изготовление. Поскольку нормальная температура человеческого тела составляет 37 ° C, большинство людей патогены являются мезофилами, как и большинство организмов, составляющих человеческий микробиом.

Мезофилы против экстремофилов

Мезофилы - противоположность экстремофилы. Экстремофилов, предпочитающих холодную среду, называют психрофильный, те, кто предпочитает более высокие температуры, называются термофильный или термотропный и те, кто процветает в очень жарких условиях, гипертермофильный Подход к общегеномным вычислениям был разработан Zheng et al. классифицировать бактерии на мезофильные и термофильные.[2]

Адаптации

У всех бактерий есть своя оптимальная среда и температура, при которой они процветают. Многие факторы ответственны за оптимальный температурный диапазон данного организма, но данные свидетельствуют о том, что экспрессия определенных генетических элементов (аллели ) может изменить чувствительный к температуре фенотип организма. Исследование, опубликованное в 2016 году, показало, что мезофильные бактерии могут быть генетически сконструированы для экспрессии определенных аллелей психрофильных бактерий, что приводит к смещению ограничительного температурного диапазона мезофильных бактерий, чтобы он точно соответствовал диапазону психрофильных бактерий.[3]

Из-за менее стабильной структуры мезофилов он имеет пониженную гибкость для синтез белка.[4] Мезофилы не способны синтезировать белки при низких температурах. Он более чувствителен к перепадам температуры, а жирная кислота состав мембрана не позволяет многого текучесть.[5] Снижение оптимальной температуры с 37 ° C до 0 ° C до 8 ° C приводит к постепенному снижению синтеза белка. Белки, вызванные холодами (CIP) индуцируются при низких температурах, что затем позволяет белки холодового шока (CSP) синтезировать. При возврате к оптимальной температуре наблюдается рост, что указывает на то, что мезофилы сильно зависят от температуры.[6] Доступность кислорода также влияет на рост микроорганизмов.[7]

Есть два объяснения того, что термофилы могут выжить при таких высоких температурах, а мезофилы - нет. Наиболее очевидным объяснением является то, что термофилы, как полагают, имеют клеточные компоненты, которые относительно более стабильны, чем клеточные компоненты мезофилов, поэтому термофилы могут жить при более высоких температурах, чем мезофилы.[8] «Вторая школа мысли, представленная трудами Гограна (21) и Аллена (3), считает, что быстрый ресинтез поврежденных или разрушенных клеточных компонентов является ключом к проблеме биологической устойчивости к теплу».[8]

Требования к кислороду

Из-за разнообразия мезофилов потребности в кислороде сильно различаются. Аэробного дыхания требует использования кислород а анаэробный - нет. Есть три типа анаэробы. Факультативные анаэробы расти в отсутствие кислорода, используя ферментация вместо. Во время ферментации сахара превращаются в кислоты, алкоголь, или же газы. Если есть кислород, вместо этого будет использоваться аэробное дыхание. Облигатные анаэробы не может расти в присутствии кислорода. Аэротолерантные анаэробы выдерживает кислород.

Роли

Микроорганизмы играют важную роль в разложение органического вещества и минерализация из питательные вещества. В водный окружающей среды, разнообразие экосистема учитывает разнообразие мезофилов. Функции каждого мезофила зависят от окружающей среды, особенно от температурного диапазона.[9] Бактерии такие как мезофилы и термофилы используются в сыроделие из-за их роли в ферментация. "Традиционный микробиологи используйте следующие термины для обозначения общей (слегка произвольной) оптимальной температуры для роста бактерий: психрофилы (15–20 ° С), мезофилы (30–37 ° C), термофилы (50–60 ° C) и экстремальные термофилы (до 122 ° C) ».[10] И мезофилы, и термофилы используются в сыроделии по одной и той же причине; однако они растут, процветают и умирают при разных температурах. Психротрофные бактерии способствуют порче молочных продуктов, их заплесневению или порче из-за их способности расти при более низких температурах, например в холодильнике.

Примеры

Некоторые известные мезофилы включают Listeria monocytogenes, Золотистый стафилококк, и кишечная палочка. Другие примеры разновидность мезофилов Clostridium kluyveri, Псевдомонас мальтофилия, Thiobacillus novellus, Streptococcus pyogenes, и Пневмококк. Различные типы заболеваний и инфекций обычно имеют патогены от мезофильных бактерий, таких как перечисленные выше.

Listeria monocytogenes

Listeria monocytogenes является грамположительной бактерией. Это тесно связано с Бациллы и Стафилококк. Это палочковидный факультативный анаэроб, подвижный перитрихозом. жгутики. L. monocytogenes подвижность ограничена от 20 ° C до 25 ° C.[11] При оптимальной температуре он теряет подвижность. Эта бактерия отвечает за листериоз который происходит из зараженной пищи.[11]

Золотистый стафилококк

Золотистый стафилококк был впервые обнаружен в 1880 году.[12] Он отвечает за различные инфекции, возникающие в результате травмы. Бактерия преодолевает естественные механизмы организма. Длительные инфекции S. aureus включает пневмония, менингит, и остеомиелит. S. aureus обычно зарабатывается в больницах.[12]

кишечная палочка

кишечная палочка это грамотрицательная палочковидная факультативная анаэробная бактерия, которая не производит споры.[13] Бактерия входит в состав Энтеробактерии. Он способен производить энтеротоксины которые термолабильный или же термостабильный.[13] Другие характеристики Кишечная палочка это что оксидаза -отрицательный, цитрат -отрицательный, метил-красный положительный, и Фогес-Проскауэр -отрицательный. Подводить итоги Кишечная палочка, это кишечная палочка. Он может использовать глюкоза и ацетат как источник углерода для брожения. Кишечная палочка обычно встречается в кишка живых организмов.[14] Кишечная палочка имеет много возможностей, например, быть хозяин за рекомбинантная ДНК и быть патогеном.[14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уилли, Джоан М., Линда Шервуд, Кристофер Дж. Вулвертон и Лансинг М. Прескотт. Прескотт, Харли и микробиология Кляйна. Нью-Йорк: Высшее образование Макгроу-Хилла, 2008. Печать.
  2. ^ Хао Чжэн; Хунвэй Ву (2010). «Геноцентрический ассоциативный анализ корреляции между уровнями содержания гуанин-цитозина и условиями температурного диапазона прокариотических видов». BMC Bioinformatics. 11 (Приложение 11): S7. Дои:10.1186 / 1471-2105-11-S11-S7. ЧВК  3024870. PMID  21172057.
  3. ^ Панковский, Ярослав А .; Puckett, Stephanie M .; Нано, Фрэнсис Э. (15 марта 2016 г.). «Температурная чувствительность аллелей ligA из психрофильных бактерий при замене мезофильных бактерий и видов дрожжей». Прикладная и экологическая микробиология. 82 (6): 1924–1932. Дои:10.1128 / AEM.03890-15. ISSN  0099-2240. ЧВК  4784036. PMID  26773080.
  4. ^ Виджаябаскар, Махалингам С. и др. "Построение сетей белковой структуры на основе энергии: применение в сравнительном анализе термофилов и мезофилов" Биофизический журнал, Том 98, Выпуск 3, 387a
  5. ^ Li, K.Y .; Торрес, Дж. А. (1993). «ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ и РАСТВОРА НА МИНИМАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ ВОДЫ ДЛЯ РОСТА и ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТДЕЛЬНЫХ МЕЗОФИЛОВ и ПСИХРОТРОФОВ». Журнал обработки и консервирования пищевых продуктов. 17 (4): 305–318. Дои:10.1111 / j.1745-4549.1993.tb00733.x.
  6. ^ Perrot, F., Hébraud, M., Junter, G.-A. и Jouenne, T. «Синтез белка в Escherichia coli при 4 ° C. Электрофорез». 2000, 21: 1625–1629. DOI: 10.1002 / (SICI) 1522-2683 (20000501) 21: 8 <1625 :: AID-ELPS1625> 3.0.CO; 2-4
  7. ^ Sinclair, N.A.; Стоукс, Дж. Л. "РОЛЬ КИСЛОРОДА В ВЫСОКИХ УХОДАХ КЛЕТОК ПСИХРОФИЛОВ И МЕЗОФИЛОВ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ". Журнал бактериологии, 1963, Vol. 85 (1), стр.164 [Рецензируемый журнал]
  8. ^ а б Коффлер, Генри (28 ноября 2016 г.). «Протоплазматические различия между мезофилами и термофилами». Бактериологические обзоры. 21 (4): 227–240. Дои:10.1128 / MMBR.21.4.227-240.1957. ISSN  0005-3678. ЧВК  180904. PMID  13488883.
  9. ^ Феррони, Г.Д., Камински, И.С. «Психрофилы, психротрофы и мезофилы в среде, которая испытывает сезонные колебания температуры». Канадский журнал микробиологии, 1980, 26: 1184-1191, 10.1139 / m80-198
  10. ^ Джонсон, Марк. «Мезофильные и термофильные культуры, используемые в традиционном сыроварении». Сыр и микробы. Вашингтон: Издательство ASM. 2014. Интернет.
  11. ^ а б Magalhã £ Es, R. (2014). Listeria monocytogenes. 450-461.
  12. ^ а б Тодд, Э. (2014). Золотистый стафилококк. 530-534
  13. ^ а б Робинсон, Ричард К. (2000). Энциклопедия пищевой микробиологии, тома 1-3 - Escherichia Coli. Эльзевир. Онлайн-версия доступна по адресу: http://app.knovel.com/hotlink/pdf/id:kt0051LGG3/encyclopedia-food-microbiology/escherichia-coli
  14. ^ а б Робинсон, Ричард К. (2000). Энциклопедия пищевой микробиологии, тома 1-3 - Escherichia Coli. Эльзевир. Онлайн-версия доступна по адресу: http://app.knovel.com/hotlink/pdf/id:kt0051K7I1/encyclopedia-food-microbiology/ecology-bacteria-escherichia-3