Der Grund für die Inkubation bei unterschiedlichen Temperaturen in der Mikrobiologie

Temperaturänderungen können dramatische Auswirkungen auf mikroskopische Lebensformen haben. Wissenschaftler inkubieren Mikroben aus verschiedenen Gründen bei unterschiedlichen Temperaturen. Ein Grund dafür ist, dass verschiedene Mikroben bei unterschiedlichen Temperaturen am besten wachsen. Ein zweiter Grund ist, dass die Wissenschaftlerin versucht, eine temperaturempfindliche Mutante zu erzeugen, um ein mutiertes Protein zu erzeugen, das sich durch Temperaturänderungen leicht ausschalten lässt. Ein dritter Grund ist, dass die Wissenschaftlerin das temperaturempfindliche Protein aktiviert, um die Wirkung des inaktivierten oder aktivierten Proteins untersuchen zu können.

Verschiedene Bakterien wachsen gerne bei unterschiedlichen Temperaturen. So wird ein Mikrobiologe einen bestimmten Bakterienstamm bei seiner optimalen Temperatur inkubieren, damit er ihn untersuchen kann, wenn er gesund ist. Durch Änderung der Temperatur kann er die Bakterien untersuchen, während sie gestresst sind. Organismen, die bei einer menschlichen Körpertemperatur von etwa 37 Grad Celsius (98,6 Grad Fahrenheit) am besten wachsen, werden als Mesophile bezeichnet. Diejenigen, die bei heißen Temperaturen zwischen 40 und 70 Grad Celsius (104 bis 158 Grad Fahrenheit) wachsen, werden als Thermophile bezeichnet. Diejenigen, die bei heißen Temperaturen über 80 Grad Celsius wachsen, sind hyperthermophil. Diejenigen, die unter sehr kalten Bedingungen leben, werden Psychrophile genannt.

Transformation ist der Prozess, bei dem Bakterien DNA-Stücke aus der Umwelt aufnehmen. Die Transformation geschieht natürlich, kann aber im Labor beschleunigt werden. Die genaue Art und Weise, wie DNA in eine Bakterienzelle aufgenommen wird, ist unbekannt, aber es wird angenommen, dass die Kalziumionen in die Lösung vermittelt Wechselwirkungen zwischen negativ geladener DNA und der negativ geladenen Zelloberfläche Membranen. Das Erhitzen der Mischung aus Bakterien, Kalzium und DNA hilft, den Transformationsprozess zu verbessern.

Mikrobiologen und Genetiker entdecken neue Funktionen der Gene in einem mikroskopisch kleinen Organismus, indem sie temperaturempfindliche Mutanten erzeugen. Der Forscher setzt Mikroorganismen wie Bakterien einem chemischen Wirkstoff aus, der DNA-Schäden verursacht, die zu mutierten Genen führen können. Sie züchten dann verschiedene Chargen dieser Bakterien bei unterschiedlichen Temperaturen außerhalb der optimalen Temperatur der Bakterien. Eine Charge behandelter Bakterien, die bei einer nicht optimalen Temperatur sterben oder gedeihen, trägt wahrscheinlich ein mutiertes Gen. Indem sie untersuchen, was sich im Inneren der temperaturempfindlichen Bakterien verändert hat, können sie eine neue Funktion des mutierten Gens kennenlernen.

Mikroben werden bei unterschiedlichen Temperaturen inkubiert, nicht nur um temperaturempfindliche Mutanten zu erzeugen, sondern um sie in Experimenten zu aktivieren, die sie zur Beantwortung einer Frage verwenden. Inteine ​​sind eine Reihe von Aminosäuren in einem inaktiven Protein. Inteine ​​können sich aus dem Protein herausschneiden, wodurch dieses Protein aktiviert wird. Da Inteins die losen Enden verschmelzen, die sich nach dem Herausschneiden ergeben, hinterlassen sie keine Spur, dass sie da waren. Inteine ​​haben sich bei der Untersuchung von Bakterien und Hefen als nützlich erwiesen, da sich jedes Intein nur dann ausschaltet, wenn der Organismus auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird. Daher werden Mikroben bei unterschiedlichen Temperaturen inkubiert, um Inteine ​​zu aktivieren.