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嗜熱菌
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嗜熱菌(Thermophile),是一種極端微生物,在較高的溫度(41至122°C(106至252°F))下生長。許多嗜熱菌是古細菌 。 嗜熱的真細菌被認為是最早的細菌之一。嗜熱菌存在於地球的各種地熱加熱區域,例如黃石國家公園的溫泉和深海熱液噴口 ,以及腐爛的植物如泥炭沼和堆肥。它可以在高溫下生存,而其他細菌如果暴露於相同溫度下會受到損害,有時甚至被殺死。
==命名==
嗜熱菌中的酶在高溫下起作用。 其中的一些酶用於分子生物學 ,例如PCR中使用的taq聚合酶 。 “嗜熱菌”源自希臘文 : θερμότητα ( thermotita ),意為熱; 希臘文 : φίλια ( philia ),愛。
==分類==
嗜熱菌可以以多種方式分類。 一種分類根據這些生物的最佳生長溫度對其進行分類:<br>
* 簡單的嗜熱劑:50–64°C
* 極端高溫菌65–79°C
* 80°C或更高,但不低於50°C的高溫菌。<br>
在相關的分類中,嗜熱菌的分類如下:
兼性嗜熱菌(也稱為中等嗜熱菌)可以在高溫下,壯成長,但也可以在較低溫度(低於50°C(122°F))下壯成長,而
專性嗜熱菌(也稱為極端嗜熱菌)需要如此高的溫度才能生長。
嗜熱菌是特別極端的嗜熱菌,其最佳溫度高於80°C(176°F)。
===以硫代替氧作為電子受體===
許多超嗜熱古生菌需要元素硫才能生長。 一些厭氧菌在細胞呼吸過程中使用硫代替氧作為電子受體 。一些是石蠟化酶 ,其氧化硫以產生硫酸作為能源,因此要求微生物適應非常低的pH值 (即,它既是嗜酸菌又是嗜熱菌)。這些生物是通常與火山活動相關的高溫,富含硫的環境中的居民,例如溫泉,間歇泉和噴氣孔。在這些地方,尤其是在黃石國家公園中,根據溫度的優化對微生物進行了分區。通常,由於存在光合色素,這些生物是有色的。
==嗜熱與嗜溫==
嗜熱菌可以從基因組特徵中與嗜溫菌區分開 。 例如,當將關聯分析應用於嗜溫和嗜熱生物時,無論其係統發育,需氧量,鹽度或棲息地條件如何,始終將某些簽名基因編碼區中的GC含量水平確定為與溫度範圍條件相關。
==基因轉移與遺傳交換==
Sulfolobus solfataricus和Sulfolobus acidocaldarius是嗜熱古細菌。 當這些生物暴露於DNA破壞劑紫外線輻射,博來黴素或絲裂黴素C時,會誘導出物種特異性細胞聚集。]在嗜酸鏈球菌中 ,紫外線誘導的細胞聚集以高頻率介導染色體標記交換。重組率比未誘導培養的重組率高三個數量級。 Frols等。和Ajon等。(2011)推測,細胞聚集可增強在Sulfolobus細胞之間的物種特異性DNA轉移,從而通過同源重組來增強受損DNA的修復。 Van Wolferen等人在討論極端條件下高溫嗜熱菌中的DNA交換時指出,DNA交換可能通過同源重組在DNA修復中發揮作用。 他們認為,該過程在高溫等DNA破壞條件下至關重要。 另外,有人提出,在Sulfolobus中進行DNA轉移可能是性相互作用的一種原始形式,類似於研究更深入的細菌轉化系統,這種細菌轉化系統與細胞之間進行物種特異性DNA轉移有關,從而導致DNA損傷的同源重組修復[請參見轉化(遺傳學)。
==命名==
嗜熱菌中的酶在高溫下起作用。 其中的一些酶用於分子生物學 ,例如PCR中使用的taq聚合酶 。 “嗜熱菌”源自希臘文 : θερμότητα ( thermotita ),意為熱; 希臘文 : φίλια ( philia ),愛。
==分類==
嗜熱菌可以以多種方式分類。 一種分類根據這些生物的最佳生長溫度對其進行分類:<br>
* 簡單的嗜熱劑:50–64°C
* 極端高溫菌65–79°C
* 80°C或更高,但不低於50°C的高溫菌。<br>
在相關的分類中,嗜熱菌的分類如下:
兼性嗜熱菌(也稱為中等嗜熱菌)可以在高溫下,壯成長,但也可以在較低溫度(低於50°C(122°F))下壯成長,而
專性嗜熱菌(也稱為極端嗜熱菌)需要如此高的溫度才能生長。
嗜熱菌是特別極端的嗜熱菌,其最佳溫度高於80°C(176°F)。
===以硫代替氧作為電子受體===
許多超嗜熱古生菌需要元素硫才能生長。 一些厭氧菌在細胞呼吸過程中使用硫代替氧作為電子受體 。一些是石蠟化酶 ,其氧化硫以產生硫酸作為能源,因此要求微生物適應非常低的pH值 (即,它既是嗜酸菌又是嗜熱菌)。這些生物是通常與火山活動相關的高溫,富含硫的環境中的居民,例如溫泉,間歇泉和噴氣孔。在這些地方,尤其是在黃石國家公園中,根據溫度的優化對微生物進行了分區。通常,由於存在光合色素,這些生物是有色的。
==嗜熱與嗜溫==
嗜熱菌可以從基因組特徵中與嗜溫菌區分開 。 例如,當將關聯分析應用於嗜溫和嗜熱生物時,無論其係統發育,需氧量,鹽度或棲息地條件如何,始終將某些簽名基因編碼區中的GC含量水平確定為與溫度範圍條件相關。
==基因轉移與遺傳交換==
Sulfolobus solfataricus和Sulfolobus acidocaldarius是嗜熱古細菌。 當這些生物暴露於DNA破壞劑紫外線輻射,博來黴素或絲裂黴素C時,會誘導出物種特異性細胞聚集。]在嗜酸鏈球菌中 ,紫外線誘導的細胞聚集以高頻率介導染色體標記交換。重組率比未誘導培養的重組率高三個數量級。 Frols等。和Ajon等。(2011)推測,細胞聚集可增強在Sulfolobus細胞之間的物種特異性DNA轉移,從而通過同源重組來增強受損DNA的修復。 Van Wolferen等人在討論極端條件下高溫嗜熱菌中的DNA交換時指出,DNA交換可能通過同源重組在DNA修復中發揮作用。 他們認為,該過程在高溫等DNA破壞條件下至關重要。 另外,有人提出,在Sulfolobus中進行DNA轉移可能是性相互作用的一種原始形式,類似於研究更深入的細菌轉化系統,這種細菌轉化系統與細胞之間進行物種特異性DNA轉移有關,從而導致DNA損傷的同源重組修復[請參見轉化(遺傳學)。