Температурные изменения могут иметь драматические последствия для микроскопических форм жизни. Ученые инкубируют микробы при разных температурах по нескольким причинам. Одна из причин заключается в том, что разные микробы лучше всего растут при разных температурах. Вторая причина заключается в том, что ученый пытается создать чувствительный к температуре мутант, чтобы он мог генерировать мутировавший белок, который можно легко отключить путем изменения температуры. Третья причина заключается в том, что ученый активирует чувствительный к температуре белок, чтобы он мог изучить эффекты инактивированного или активированного белка.
Оптимальные условия роста
Разным бактериям нравится расти при разной температуре. Таким образом, микробиолог будет инкубировать определенный штамм бактерий при оптимальной температуре, чтобы он мог изучить его, когда он здоров. Изменяя температуру, он может изучать бактерии, пока они находятся в состоянии стресса. Организмы, которые лучше всего растут при температуре человеческого тела, которая составляет примерно 37 градусов по Цельсию (98,6 градусов по Фаренгейту), называются мезофилами. Те, которые растут при высоких температурах от 40 до 70 градусов по Цельсию (от 104 до 158 градусов по Фаренгейту), называются термофилами. Те, что растут при высоких температурах выше 80 градусов по Цельсию, являются гипертермофилами. Тех, кто живет в очень холодных условиях, называют психрофилами.
Трансформация
Трансформация - это процесс, при котором бактерии захватывают фрагменты ДНК из окружающей среды. Трансформация происходит естественным образом, но ее можно ускорить в лаборатории. Точный путь, которым ДНК попадает в бактериальную клетку, неизвестен, но считается, что ионы кальция в раствор опосредует взаимодействия между отрицательно заряженной ДНК и отрицательно заряженной поверхностью клетки мембраны. Нагревание смеси бактерий, кальция и ДНК помогает улучшить процесс трансформации.
Создание чувствительных к температуре мутантов
Микробиологи и генетики открывают новые функции генов в микроскопическом организме, создавая чувствительные к температуре мутанты. Исследователь подвергает микроорганизмы, такие как бактерии, воздействию химического агента, который вызывает повреждение ДНК, что может привести к мутированию генов. Затем они выращивают разные партии этих бактерий при разных температурах за пределами оптимальной для бактерий температуры. Партия обработанных бактерий, которая умирает или процветает при неоптимальной температуре, вероятно, содержит мутировавший ген. Изучая, что изменилось внутри чувствительных к температуре бактерий, они могут узнать о новой функции мутировавшего гена.
Активация чувствительных к температуре мутантов
Микробы инкубируют при разных температурах не только для создания чувствительных к температуре мутантов, но и для их активации в экспериментах, в которых они используются для ответа на вопрос. Интеины - это последовательность аминокислот в неактивном белке. Интеины могут вырезать себя из белка, который активирует этот белок. Поскольку интеины соединяют свободные концы, возникающие после вырезания, они не оставляют следов своего присутствия. Интеины стали полезными при изучении бактерий и дрожжей, поскольку каждый интеин вырезается только тогда, когда организм нагревается до определенной температуры. Таким образом, микробы инкубируются при разных температурах для активации интеинов.