Мезофил - Mesophile
Мезофильных является организмом , который лучше всего растет при умеренной температуре , ни слишком жарко , ни слишком холодными, с оптимальным диапазоном роста от 20 до 45 ° C ( от 68 до 113 ° F). Этот термин в основном применяется к микроорганизмам . Организмы, предпочитающие экстремальные условия, известны как экстремофилы . Мезофилы имеют разнообразные классификации, принадлежащие к двум доменам : бактерии , археи и царство грибов из домена Eucarya . Мезофилы, принадлежащие к домену Бактерии, могут быть грамположительными или грамотрицательными . Потребность в кислороде для мезофилов может быть аэробной или анаэробной . Есть три основных формы мезофилов: кокк , палочка и спираль .
Среда обитания
Среда обитания мезофилов может включать сыр и йогурт . Их часто добавляют во время брожения пива и виноделия . Поскольку нормальная температура человеческого тела составляет 37 ° C , большинство патогенов человека являются мезофилами, как и большинство организмов, составляющих микробиом человека .
Мезофилы против экстремофилов
Мезофилы - противоположность экстремофилов . Экстремофилов, которые предпочитают холодную среду, называют психрофилами , тех, кто предпочитает более высокие температуры, - термофилами или термотропами, а тех, кто процветает в чрезвычайно жаркой среде, - гипертермофилами . Общегеномный вычислительный подход был разработан Zheng et al. классифицировать бактерии на мезофильные и термофильные.
Адаптации
У всех бактерий есть своя оптимальная среда и температура, при которой они процветают. Многие факторы ответственны за оптимальный температурный диапазон данного организма, но данные свидетельствуют о том, что экспрессия определенных генетических элементов ( аллелей ) может изменять чувствительный к температуре фенотип организма. Исследование, опубликованное в 2016 году, продемонстрировало, что мезофильные бактерии могут быть генетически сконструированы для экспрессии определенных аллелей психрофильных бактерий, что приводит к смещению ограничительного температурного диапазона мезофильных бактерий в сторону, близкую к таковой у психрофильных бактерий.
Из-за менее стабильной структуры мезофилов он имеет пониженную гибкость для синтеза белка . Мезофилы не способны синтезировать белки при низких температурах. Он более чувствителен к изменениям температуры, и жирные кислоты , состав мембраны не допускает много текучести . Понижение оптимальной температуры с 37 ° C до 0 ° C до 8 ° C приводит к постепенному снижению синтеза белка. Белки, индуцированные холодом (CIP), индуцируются при низких температурах, что затем позволяет синтезировать белки холодового шока (CSP). При возврате к оптимальной температуре наблюдается увеличение, что указывает на то, что мезофилы сильно зависят от температуры. Доступность кислорода также влияет на рост микроорганизмов.
Есть два объяснения того, что термофилы могут выжить при таких высоких температурах, а мезофилы - нет. Наиболее очевидным объяснением является то, что термофилы, как полагают, имеют клеточные компоненты, которые относительно более стабильны, чем клеточные компоненты мезофилов, поэтому термофилы могут жить при более высоких температурах, чем мезофилы. «Вторая школа мысли, представленная трудами Гограна (21) и Аллена (3), считает, что быстрый ресинтез поврежденных или разрушенных клеточных компонентов является ключом к проблеме биологической устойчивости к теплу».
Требования к кислороду
Из-за разнообразия мезофилов потребности в кислороде сильно различаются. Аэробное дыхание требует использования кислорода, а анаэробное - нет. Есть три типа анаэробов . Факультативные анаэробы растут в отсутствие кислорода, используя вместо этого ферментацию . Во время ферментации сахара превращаются в кислоты , спирт или газы . Если есть кислород, вместо этого будет использоваться аэробное дыхание. Облигатные анаэробы не могут расти в присутствии кислорода. Аэротолерантные анаэробы могут противостоять кислороду.
Роли
Микроорганизмы играют важную роль в разложении органического вещества и минерализации из питательных веществ . В водной среде разнообразие экосистемы допускает разнообразие мезофилов. Функции каждого мезофила зависят от окружающей среды, в первую очередь от температурного диапазона. Бактерии, такие как мезофилы и термофилы , используются в производстве сыра из-за их роли в ферментации . «Традиционные микробиологи используют следующие термины для обозначения общей (слегка произвольной) оптимальной температуры для роста бактерий: психрофилы (15–20 ° C), мезофилы (30–37 ° C), термофилы (50–60 ° C) и экстремальные термофилы (до 122 ° С) ». И мезофилы, и термофилы используются в сыроделии по одной и той же причине; однако они растут, процветают и умирают при разных температурах. Психротрофные бактерии способствуют порче молочных продуктов, их заплесневению или порче из-за их способности расти при более низких температурах, например в холодильнике.
Примеры
Некоторые известные мезофилы включают Listeria monocytogenes , Staphylococcus aureus и Escherichia coli . Другими примерами видов мезофилов являются Clostridium kluyveri , Pseudomonas maltophilia , Thiobacillus novellus , Streptococcus pyogenes и Streptococcus pneumoniae . Различные типы заболеваний и инфекций обычно имеют возбудителей от мезофильных бактерий, таких как перечисленные выше.
Listeria monocytogenes
Listeria monocytogenes - грамположительная бактерия. Он близок к Bacillus и Staphylococcus . Это палочковидный факультативный анаэроб, который движется перитрихозными жгутиками . Подвижность L. monocytogenes ограничена от 20 ° C до 25 ° C. При оптимальной температуре он теряет подвижность. Эта бактерия ответственна за листериоз, который возникает из-за зараженной пищи.
Золотистый стафилококк
Золотистый стафилококк был впервые идентифицирован в 1880 году. Он вызывает различные инфекции, вызванные травмой. Бактерия преодолевает естественные механизмы организма. Длительные инфекции S. aureus включают пневмонию , менингит и остеомиелит . S. aureus обычно заражаются в больницах.
кишечная палочка
Escherichia coli - это грамотрицательные палочковидные факультативные анаэробные бактерии, не образующие спор . Бактерия входит в состав Enterobacteriaceae . Он способен производить энтеротоксины, которые являются термолабильными или термостабильными . Другие характеристики кишечной палочки в том , что это оксидаза -отрицательный, цитрат -отрицательного, метил-красного положительный, и Фогес-Проскауэр -отрицательный. Подводя итог E. coli , это кишечная палочка . Он может использовать глюкозу и ацетат в качестве источника углерода для ферментации. E. coli обычно находится в кишечнике живых организмов. E. coli обладает множеством способностей, например, является хозяином для рекомбинантной ДНК и патогеном.