De reden voor incubatie bij verschillende temperaturen in de microbiologie

Temperatuurveranderingen kunnen dramatische effecten hebben op microscopisch kleine levensvormen. Wetenschappers incuberen microben om verschillende redenen bij verschillende temperaturen. Een reden is dat verschillende microben het beste groeien bij verschillende temperaturen. Een tweede reden is dat de wetenschapper een temperatuurgevoelige mutant probeert te genereren, zodat ze een gemuteerd eiwit kan genereren dat gemakkelijk kan worden uitgeschakeld via temperatuurveranderingen. Een derde reden is dat de wetenschapper het temperatuurgevoelige eiwit activeert, zodat ze de effecten van het geïnactiveerde of geactiveerde eiwit kan bestuderen.

Verschillende bacteriën groeien graag bij verschillende temperaturen. Zo zal een microbioloog een bepaalde bacteriestam bij de optimale temperatuur incuberen, zodat hij deze kan bestuderen wanneer deze gezond is. Door de temperatuur te veranderen, kan hij de bacteriën bestuderen terwijl ze gestrest zijn. Organismen die het beste groeien bij de menselijke lichaamstemperatuur, die ongeveer 37 graden Celsius (98,6 graden Fahrenheit) is, worden mesofielen genoemd. Degenen die groeien bij hoge temperaturen tussen 40 en 70 graden Celsius (104 tot 158 ​​graden Fahrenheit) worden thermofielen genoemd. Degenen die groeien bij hoge temperaturen boven 80 graden Celsius zijn hyperthermofielen. Degenen die in zeer koude omstandigheden leven, worden psychrofielen genoemd.

Transformatie is het proces waarbij bacteriën stukjes DNA uit de omgeving opnemen. Transformatie gebeurt natuurlijk, maar kan in het laboratorium worden versneld. De exacte manier waarop DNA wordt opgenomen in een bacteriële cel is onbekend, maar men denkt dat de calciumionen in de oplossing bemiddelt interacties tussen negatief geladen DNA en het negatief geladen celoppervlak membranen. Het verwarmen van het mengsel van bacteriën, calcium en DNA helpt het transformatieproces te verbeteren.

Microbiologen en genetici ontdekken nieuwe functies van de genen in een microscopisch organisme door temperatuurgevoelige mutanten te genereren. De onderzoeker stelt micro-organismen, zoals bacteriën, bloot aan een chemisch agens dat DNA-schade veroorzaakt, wat kan leiden tot gemuteerde genen. Vervolgens kweken ze verschillende batches van deze bacteriën bij verschillende temperaturen buiten de optimale temperatuur van de bacteriën. Een partij behandelde bacteriën die sterft of gedijt bij een niet-optimale temperatuur herbergt waarschijnlijk een gemuteerd gen. Door te bestuderen wat er in de temperatuurgevoelige bacteriën is veranderd, kunnen ze leren over een nieuwe functie van het gemuteerde gen.

Microben worden bij verschillende temperaturen geïncubeerd, niet alleen om temperatuurgevoelige mutanten te genereren, maar ook om ze te activeren in experimenten die ze gebruiken om een ​​vraag te beantwoorden. Inteïnen zijn een reeks aminozuren in een inactief eiwit. Inteins kunnen zichzelf uit het eiwit snijden, waardoor dat eiwit wordt geactiveerd. Omdat inteins de losse eindjes die ontstaan ​​nadat ze zichzelf hebben uitgesneden, samensmelten, laten ze geen spoor achter dat ze er waren. Inteïnes zijn nuttig geworden bij het bestuderen van bacteriën en gisten, omdat elke inteïne zichzelf alleen uitschakelt wanneer het organisme tot een bepaalde temperatuur wordt verwarmd. Zo worden microben bij verschillende temperaturen geïncubeerd om inteïnes te activeren.