سبب الاحتضان بدرجات حرارة مختلفة في علم الأحياء الدقيقة

يمكن أن يكون للتغيرات في درجات الحرارة آثار كبيرة على أشكال الحياة المجهرية. يحتضن العلماء الميكروبات في درجات حرارة مختلفة لعدة أسباب. أحد الأسباب هو أن الميكروبات المختلفة تنمو بشكل أفضل في درجات حرارة مختلفة. والسبب الثاني هو أن العالمة تحاول إنشاء متحولة حساسة لدرجة الحرارة حتى تتمكن من إنتاج بروتين متحور يمكن إيقافه بسهولة عن طريق التغيرات في درجة الحرارة. والسبب الثالث هو أن العالمة تنشط البروتين الحساس لدرجة الحرارة حتى تتمكن من دراسة آثار البروتين المعطل أو النشط.

تحب البكتيريا المختلفة النمو في درجات حرارة مختلفة. وبالتالي ، سيحتضن عالم الأحياء الدقيقة سلالة معينة من البكتيريا في درجة حرارة مثالية حتى يتمكن من دراستها عندما تكون صحية. عن طريق تغيير درجة الحرارة ، يمكنه دراسة البكتيريا أثناء تعرضها للتوتر. الكائنات الحية التي تنمو بشكل أفضل في درجة حرارة جسم الإنسان ، والتي تبلغ حوالي 37 درجة مئوية (98.6 درجة فهرنهايت) ، تسمى mesophiles. تسمى تلك التي تنمو في درجات حرارة مرتفعة تتراوح بين 40 إلى 70 درجة مئوية (104 إلى 158 درجة فهرنهايت) بالحرارة. أولئك الذين ينموون في درجات حرارة عالية فوق 80 درجة مئوية هم من محبي الحرارة. أولئك الذين يعيشون في ظروف شديدة البرودة يطلق عليهم اسم سيكروفيلز.

التحول هو العملية التي تأخذ البكتيريا من خلالها أجزاء من الحمض النووي من البيئة. يحدث التحول بشكل طبيعي ، ولكن يمكن تسريعه في المختبر. الطريقة الدقيقة التي يتم بها امتصاص الحمض النووي في الخلية البكتيرية غير معروفة ، ولكن يُعتقد أن أيونات الكالسيوم موجودة يتوسط المحلول التفاعلات بين الحمض النووي سالب الشحنة وسطح الخلية سالب الشحنة أغشية. يساعد تسخين خليط البكتيريا والكالسيوم والحمض النووي على تحسين عملية التحول.

يكتشف علماء الأحياء الدقيقة وعلماء الوراثة وظائف جديدة للجينات في كائن مجهري عن طريق توليد طفرات حساسة لدرجة الحرارة. يقوم الباحث بتعريض الكائنات الحية الدقيقة ، مثل البكتيريا ، لعامل كيميائي يتسبب في تلف الحمض النووي ، والذي يمكن أن يؤدي إلى جينات متحولة. ثم يقومون بزراعة دفعات مختلفة من هذه البكتيريا في درجات حرارة مختلفة خارج درجة الحرارة المثلى للبكتيريا. من المحتمل أن تحتوي مجموعة البكتيريا المعالجة التي تموت أو تزدهر في درجة حرارة غير مثالية على جين متحور. من خلال دراسة ما تغير داخل البكتيريا الحساسة لدرجة الحرارة ، يمكنهم التعرف على وظيفة جديدة للجين المتحور.

يتم تحضين الميكروبات في درجات حرارة مختلفة ليس فقط لتوليد متحولات حساسة لدرجة الحرارة ولكن لتنشيطها في التجارب التي تستخدمها للإجابة على سؤال. Inteins هو امتداد للأحماض الأمينية في بروتين غير نشط. يمكن للأنتئين أن تقطع نفسها من البروتين الذي ينشط هذا البروتين. نظرًا لأن inteins تدمج الأطراف السائبة التي تنتج بعد قطع نفسها ، فإنها لا تترك أي أثر على أنها كانت هناك. أصبح Inteins مفيدًا في دراسة البكتيريا والخميرة ، لأن كل إينتين يقطع نفسه فقط عندما يتم تسخين الكائن الحي إلى درجة حرارة معينة. وبالتالي ، يتم تحضين الميكروبات في درجات حرارة مختلفة لتنشيط الأمعاء.