Årsaken til å inkubere ved forskjellige temperaturer i mikrobiologi

Temperaturendringer kan ha dramatiske effekter på mikroskopiske livsformer. Forskere inkuberer mikrober ved forskjellige temperaturer av flere grunner. En grunn er at forskjellige mikrober vokser best ved forskjellige temperaturer. En annen grunn er at forskeren prøver å generere en temperaturfølsom mutant slik at hun kan generere et mutert protein som lett kan slås av via temperaturendringer. En tredje grunn er at forskeren aktiverer det temperaturfølsomme proteinet slik at hun kan studere effekten av det inaktiverte eller aktiverte proteinet.

Ulike bakterier vokser gjerne ved forskjellige temperaturer. Dermed vil en mikrobiolog inkubere en bestemt bakteriestamme ved den optimale temperaturen, slik at han kan studere den når den er sunn. Ved å endre temperaturen kan han studere bakteriene mens de er stresset. Organismer som vokser best ved menneskelig kroppstemperatur, som er omtrent 37 grader Celsius (98,6 grader Fahrenheit), kalles mesofiler. De som vokser i varme temperaturer mellom 40 og 70 grader Celsius (104 til 158 grader Fahrenheit) kalles termofiler. De som vokser ved varme temperaturer over 80 grader Celsius er hypertermofiler. De som lever under veldig kalde forhold kalles psykrofiler.

Transformasjon er prosessen der bakterier tar opp biter av DNA fra miljøet. Transformasjon skjer naturlig, men kan økes i laboratoriet. Den eksakte måten DNA blir tatt opp i en bakteriecelle er ukjent, men det antas at kalsiumionene i løsningen formidler interaksjoner mellom negativt ladet DNA og den negativt ladede overflaten av celle membraner. Oppvarming av blandingen av bakterier, kalsium og DNA bidrar til å forbedre transformasjonsprosessen.

Mikrobiologer og genetikere oppdager nye funksjoner til genene i en mikroskopisk organisme ved å generere temperaturfølsomme mutanter. Forskeren utsetter mikroorganismer, som bakterier, for et kjemisk middel som forårsaker DNA-skade, noe som kan føre til muterte gener. De dyrker deretter forskjellige satser av disse bakteriene ved forskjellige temperaturer utenfor bakterienes optimale temperatur. En gruppe behandlede bakterier som dør eller trives ved en ikke-optimal temperatur, har sannsynligvis et mutert gen. Ved å studere hva som er inne i de temperaturfølsomme bakteriene som har endret seg, kan de lære om en ny funksjon av det muterte genet.

Mikrober inkuberes ved forskjellige temperaturer, ikke bare for å generere temperaturfølsomme mutanter, men for å aktivere dem i eksperimenter som bruker dem til å svare på et spørsmål. Inteins er en strekning av aminosyrer i et inaktivt protein. Inteins kan kutte seg ut av proteinet, som aktiverer proteinet. Fordi inteiner smelter sammen de løse endene etter at de har kuttet seg ut, etterlater de ingen spor at de var der. Inteins har blitt nyttige i å studere bakterier og gjær, siden hvert intein bare kutter seg ut når organismen varmes opp til en viss temperatur. Dermed inkuberes mikrober ved forskjellige temperaturer for å aktivere inteiner.