Årsagen til at inkubere ved forskellige temperaturer i mikrobiologi

Temperaturændringer kan have dramatiske virkninger på mikroskopiske livsformer. Forskere inkuberer mikrober ved forskellige temperaturer af flere grunde. En af grundene er, at forskellige mikrober vokser bedst ved forskellige temperaturer. En anden grund er, at forskeren forsøger at generere en temperaturfølsom mutant, så hun kan generere et muteret protein, der let kan slukkes via temperaturændringer. En tredje grund er, at forskeren aktiverer det temperaturfølsomme protein, så hun kan undersøge virkningerne af det inaktiverede eller aktiverede protein.

Forskellige bakterier kan lide at vokse ved forskellige temperaturer. Således vil en mikrobiolog inkubere en bestemt bakteriestamme ved den optimale temperatur, så han kan studere den, når den er sund. Ved at ændre temperaturen kan han studere bakterierne, mens de er stressede. Organismer, der vokser bedst ved menneskelig kropstemperatur, som er cirka 37 grader Celsius (98,6 grader Fahrenheit), kaldes mesofiler. Dem, der vokser i varme temperaturer mellem 40 og 70 grader Celsius (104 til 158 grader Fahrenheit) kaldes termofiler. De, der vokser ved varme temperaturer over 80 grader Celsius, er hypertermofile. De, der lever under meget kolde forhold, kaldes psykrofiler.

Transformation er den proces, hvor bakterier optager stykker DNA fra miljøet. Transformation sker naturligt, men kan øges i laboratoriet. Den nøjagtige måde, hvorpå DNA optages i en bakteriecelle, er ukendt, men det menes, at calciumionerne i løsningen formidler interaktioner mellem negativt ladet DNA og den negativt ladede overflade af celle membraner. Opvarmning af blandingen af ​​bakterier, calcium og DNA hjælper med at forbedre transformationsprocessen.

Mikrobiologer og genetikere opdager nye funktioner i generne i en mikroskopisk organisme ved at generere temperaturfølsomme mutanter. Forskeren udsætter mikroorganismer, såsom bakterier, for et kemisk middel, der forårsager DNA-beskadigelse, hvilket kan føre til muterede gener. De dyrker derefter forskellige partier af disse bakterier ved forskellige temperaturer uden for bakteriens optimale temperatur. En gruppe behandlede bakterier, der dør eller trives ved en ikke-optimal temperatur, har sandsynligvis et muteret gen. Ved at undersøge, hvad der er inden i de temperaturfølsomme bakterier, der har ændret sig, kan de lære om en ny funktion af det muterede gen.

Mikrober inkuberes ved forskellige temperaturer ikke kun for at generere temperaturfølsomme mutanter, men for at aktivere dem i eksperimenter, der bruger dem til at besvare et spørgsmål. Inteiner er en strækning af aminosyrer i et inaktivt protein. Inteins kan skære sig ud af proteinet, hvilket aktiverer proteinet. Fordi inteiner smelter de løse ender, der resulterer efter at have skåret sig ud, efterlader de intet spor, at de var der. Inteins er blevet nyttige til at studere bakterier og gær, da hvert intein kun skærer sig ud, når organismen opvarmes til en bestemt temperatur. Således inkuberes mikrober ved forskellige temperaturer for at aktivere inteiner.