Erineva temperatuuri inkubeerimise põhjus mikrobioloogias

Temperatuuri muutustel võib olla dramaatiline mõju mikroskoopilistele eluvormidele. Teadlased inkubeerivad mikroobe erinevatel temperatuuridel mitmel põhjusel. Üks põhjus on see, et erinevad mikroobid kasvavad kõige paremini erinevatel temperatuuridel. Teine põhjus on see, et teadlane üritab genereerida temperatuuritundlikku mutanti, et ta saaks genereerida muteerunud valgu, mille saab temperatuuri muutuste abil hõlpsasti välja lülitada. Kolmas põhjus on see, et teadlane aktiveerib temperatuuritundliku valgu, et saaks uurida inaktiveeritud või aktiveeritud valgu mõju.

Erinevatele bakteritele meeldib kasvada erinevatel temperatuuridel. Seega inkubeerib mikrobioloog konkreetset bakteritüve selle optimaalsel temperatuuril, et ta saaks seda uurida, kui see on tervislik. Temperatuuri muutmisega saab ta baktereid uurida, kui nad on stressis. Organisme, mis kasvavad kõige paremini inimese kehatemperatuuril, mis on umbes 37 kraadi Celsiuse järgi (98,6 kraadi Fahrenheiti), nimetatakse mesofiilideks. Neid, mis kasvavad kuumal temperatuuril vahemikus 40–70 kraadi (104–158 kraadi Fahrenheiti), nimetatakse termofiilideks. Need, mis kasvavad kuumal temperatuuril üle 80 kraadi, on hüpertermofiilid. Neid, kes elavad väga külmades tingimustes, nimetatakse psührofiilideks.

Transformatsioon on protsess, mille käigus bakterid võtavad keskkonnast DNA tükke. Muundumine toimub loomulikult, kuid seda saab laboris kiirendada. Täpset viisi, kuidas DNA bakterirakku imendub, pole teada, kuid arvatakse, et selles sisalduvad kaltsiumiioonid lahus vahendab negatiivse laenguga DNA ja negatiivselt laetud raku pinna vastastikmõjusid membraanid. Bakterite, kaltsiumi ja DNA segu kuumutamine aitab transformatsiooniprotsessi parandada.

Mikrobioloogid ja geneetikud avastavad mikroskoopilises organismis geenide uued funktsioonid, genereerides temperatuuritundlikke mutante. Teadlane paljastab mikroorganismid, näiteks bakterid, keemilise toimeaine, mis põhjustab DNA kahjustusi, mis võivad viia muteerunud geenideni. Seejärel kasvatavad nad nende bakterite erinevaid partiisid erinevatel temperatuuridel väljaspool bakterite optimaalset temperatuuri. Ravitud bakterite partii, mis sureb või areneb mitteoptimaalsel temperatuuril, sisaldab tõenäoliselt muteerunud geeni. Uurides, mis temperatuuritundlike bakterite sees on muutunud, saavad nad teada muteerunud geeni uue funktsiooni kohta.

Mikroobe inkubeeritakse erinevatel temperatuuridel mitte ainult temperatuuritundlike mutantide tekitamiseks, vaid nende aktiveerimiseks katsetes, mis kasutavad neid küsimusele vastamiseks. Inteiinid on aminohapete osa mitteaktiivses valgus. Inteiinid võivad end valgust välja lõigata, mis aktiveerib selle valgu. Kuna inteiinid sulatavad pärast väljalõikamist tekkinud lahtised otsad kokku, ei jäta nad jälgi, et nad seal olid. Inteiinid on muutunud kasulikuks bakterite ja pärmi uurimisel, kuna iga inteiin lõikab ennast välja alles siis, kui organism on teatud temperatuurini kuumutatud. Seega inkubeeritakse mikroobe erinevatel temperatuuridel, et aktiveerida inteiine.