Motivul incubării la temperaturi diferite în microbiologie

Schimbările de temperatură pot avea efecte dramatice asupra formelor de viață microscopice. Oamenii de știință incubează microbii la temperaturi diferite din mai multe motive. Unul dintre motive este că diferiți microbi cresc cel mai bine la temperaturi diferite. Un al doilea motiv este că omul de știință încearcă să genereze un mutant sensibil la temperatură, astfel încât să poată genera o proteină mutantă care poate fi ușor oprită prin schimbări de temperatură. Un al treilea motiv este că omul de știință activează proteina sensibilă la temperatură, astfel încât să poată studia efectele proteinei inactivate sau activate.

Diferitelor bacterii le place să crească la temperaturi diferite. Astfel, un microbiolog va incuba o anumită tulpină de bacterii la temperatura sa optimă, astfel încât să o poată studia atunci când este sănătoasă. Prin schimbarea temperaturii, el poate studia bacteriile în timp ce acestea sunt stresate. Organismele care cresc cel mai bine la temperatura corpului uman, care este de aproximativ 37 de grade Celsius (98,6 grade Fahrenheit), se numesc mezofile. Cei care cresc la temperaturi fierbinți între 40 și 70 de grade Celsius (104 până la 158 grade Fahrenheit) sunt numiți termofili. Cei care cresc la temperaturi fierbinți peste 80 de grade Celsius sunt hipertermofili. Cei care trăiesc în condiții foarte reci se numesc psihrofile.

Transformarea este procesul prin care bacteriile preiau bucăți de ADN din mediu. Transformarea se întâmplă în mod natural, dar poate fi accelerată în laborator. Modul exact prin care ADN-ul este preluat într-o celulă bacteriană este necunoscut, dar se crede că ionii de calciu din soluția mediază interacțiunile dintre ADN încărcat negativ și suprafața încărcată negativ a celulei membrane. Încălzirea amestecului de bacterii, calciu și ADN ajută la îmbunătățirea procesului de transformare.

Microbiologii și geneticienii descoperă noi funcții ale genelor într-un organism microscopic prin generarea de mutanți sensibili la temperatură. Cercetătorul expune microorganismele, cum ar fi bacteriile, unui agent chimic care provoacă daune ADN-ului, care poate duce la gene mutante. Apoi cresc diferite loturi de bacterii la temperaturi diferite în afara temperaturii optime a bacteriei. Un lot de bacterii tratate care moare sau prosperă la o temperatură non-optimă adăpostește probabil o genă mutantă. Studiind ce s-a schimbat în interiorul bacteriilor sensibile la temperatură, ei pot afla despre o nouă funcție a genei mutante.

Microbii sunt incubați la diferite temperaturi nu doar pentru a genera mutanți sensibili la temperatură, ci pentru a le activa în experimente care îi folosesc pentru a răspunde la o întrebare. Inteinele sunt o serie de aminoacizi dintr-o proteină inactivă. Inteinele se pot elimina din proteine, care activează acea proteină. Deoarece inteinele fuzionează capetele libere care rezultă după tăierea lor, ele nu lasă nicio urmă că au fost acolo. Inteinele au devenit utile în studiul bacteriilor și drojdiei, deoarece fiecare inteină se întrerupe doar atunci când organismul este încălzit la o anumită temperatură. Astfel, microbii sunt incubați la diferite temperaturi pentru a activa inteinele.