0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Содержание

Мощный антибиотик выделен из термофильной бактерии

Термофильные бактерии: польза и вред для человека

Природой все так гармонично устроено, что в этом мире каждый имеет свое место и занимается теми функциями, которые на него возложены, будь то венец природы — невероятно сложный человеческий или самый микроскопический организм. Каждый играет свою роль, чтобы мир наш становился лучше. Касается это и различных бактерий, которые по великому замыслу творца мира несут людям не только пользу, но и определенный вред. Рассмотрим, что такое термофильные молочнокислые бактерии и каково их место в нашей жизни. Полезны они или вредны?

Особенности и суть

На нашей планете живет целая армия различных микроорганизмов, не видимых глазу, но очень активных и не всегда полезных. Одна из таких полезных микрообразований — бактерия термофильная. Бактерия живет в горячих источниках и размножается при довольно высоких температурах — выше 45 градусов. Целые колонии этих микроорганизмов были выявлены в разных геотермальных зонах нашей планеты, таких как воды горячих природных источников. Выживают термофильные бактерии благодаря наличию в них особых ферментов, способных функционировать в условиях высоких температур. Для них наиболее благоприятным температурным режимом является коридор в 50-65 градусов. При таких условиях бактерии могут чувствовать себя комфортно и свободно размножаться.

Многие хотели бы знать, при какой температуре погибают термофильные бактерии, чтобы контролировать их количество. В этой связи хотелось бы заметить, что точных данных об этом ученым еще не удалось получить. На современном этапе развития науки известно только, что максимальным для термофилов показателем температуры является 68-75 градусов. Однако это еще не значит, что бактерии при таком нагреве погибают — отклонение от оптимального режима делает их жизнь менее комфортной и интенсивной, замедляет рост клеток и снижает скорость обменных процессов.

Возможно ли убить бактерии? Что пагубно на них влияет?

Чтобы термофильные бактерии погибли, нужно гораздо большее превышение верхнего порога. Сегодня ученым удалось установить, что наиболее высокая ныне известная температура, при которой эти микроорганизмы могут жить, — это 122 градуса по Цельсию. Создать в лабораторных условиях более высокий нагрев не представляется возможным. Поэтому установить, при какой температуре погибнут термофильные бактерии пока нельзя. Известно только, что на жизнь бактерий очень пагубно влияют резкие колебания температуры: развитие культуры может приостановиться, но погибнет ли она — это вопрос.

Разновидности и их описание

Оценивая температурные предпочтения микроорганизмов, их можно выделить в три основные группы: психрофильные, мезофильные и, собственно, термофильные. Все они зависимы от тепла, но различаются по показателям температурных режимов.

Так, психрофильные бактерии наименее термозависимы и предпочитают диапазон температур от нуля до +10 градусов. Это для них оптимальный коридор развития, но они могут размножаться и при -5 градусах, и при +15.

Далее — мезофильные термофильные бактерии, зона комфорта для которых располагается между 30 и 40 градусами тепла. Бактерии вполне могут расти и размножаться при понижении температуры до 10 градусов или повышении ее до 50 градусов. Оптимальный уровень для роста у этих организмов составляет 37 градусов.

И наконец, термофильные бактерии — их активный рост наблюдается при достижении температурного режима выше 50 градусов. Их главной отличительной особенностью являются ускоренные темпы обмена веществ. В соответствии с последними исследованиями установлено, что под воздействием температуры происходят существенные изменения в белках и липидах, играющих главную роль во всех жизненных процессах.

Подгруппы термофильных

Яркой иллюстрацией этому служат примеры термофильных бактерий, которые тоже делятся на несколько самостоятельных подгрупп:

  • Экстремальные термофилы с оптимальным показателем температуры 80 градусов при минимуме 60, а максимуме 105 градусов.
  • Стенотермофилы, или факультативные, с диапазоном в 55-65 градусов, но показывают способность к размножению даже при снижении температуры до 20 градусов. Наивысшая способность к росту наблюдается при 20-40 градусах.
  • Эвритермофилы предпочитают 37-48 градусов. Особенность облигатных термофилов в том, что они не теряют способностей к росту и при 70 градусах, но ниже 40 градусов не растут.
  • Термотолеранты с оптимальным показателем не выше 48 градусов, минимальная температура, при которых они могут расти, — это 10 градусов, а максимальная — 55-60. Отличаются от мезофилов при одинаковых оптимальных температурах тем, что при повышении порога температуры бактерии продолжают расти.

Анаэробне термофилы

Способность быстрого роста термофильных организмов дает им прекрасную возможность быть использованными в самых разных сферах жизни — в промышленности или в сельском хозяйстве и даже на бытовом уровне. При этом мезофильные и термофильные молочнокислые бактерии имеют похожие методы выделения. Разница наблюдается лишь в температурах выращивания. Для установления точного оптимального уровня температуры культуру необходимо один-два месяца пассировать, или, иными словами, пересевать в определенном диапазоне температур.

В природе широко распространены и в различных условиях живут многие виды термофильных бактерий. Они любят тепло и очень комфортно себя чувствуют в желудке человека, а также могут находиться в животных, растениях, почве, воде и разных других средах, обеспечивающих благоприятные для развития температурные условия. Одни бактерии для развития требуют присутствия воздуха, другие совершенно не нуждаются в кислороде. По этому признаку зависимости от кислорода термофильные организмы делят на аэробных и анаэробных.

К анаэробным относятся несколько отдельных групп:

  • Маслянокислые — при брожении вырабатывают масляную кислоту, питаются сахаром, пектинами, декстринами, а продуцируют кислоты — уксусную и масляную, а также водород и углекислый газ. Из полезных свойств можно выделить продуцирование ацетона, этилового, бутилового и изопропилового спиртов. Встречается в термофильных и мезофильных формах.
  • Целлюлозные живут в речном иле, компостах, растительных остатках. Эти термофильные бактерии для компоста подходят идеально и широко используются в сельскохозяйственной сфере. Находясь в почве или перегное, эти бактерии набирают активность при 60-65 градусах. Есть и мезофильная форма — палочка Омелянского. Эти бактерии с помощью специального фермента разлагают целлюлозу, выделяя при этом углекислый газ, водород, этиловый спирт, ряд кислот — муравьиную, уксусную, фумаровую, молочную и иные органические кислоты.
  • Метанообразующие живут там же, где и целлюлозные, и там же культивируются. В этой группе больше всего изучены такие виды, как метанобактериум и метанобациллюс. Они не способны к спорообразованию, а польза их состоит в способности продуцировать антибиотики, витамины, ферменты, используя для питания сточные воды и бытовые отходы.
  • Десульфирующие чаще всего находятся рядом с целлюлозными и живут за счет восстановления сульфатов. Обладают овальными спорами, которые располагаются ближе к одному из концов палочки бациллы, — терминальными или субтерминальными.
  • Молочнокислые — особая большая группа бактерий, которые обитают в молоке. Эти термофильные молочнокислые бактерии могут быть как полезны человеку, так и весьма вредны. Некоторые их виды могут синтезировать специальные ароматические вещества. Именно они-то после воздействия на молоко придают приятный вкус и аромат творогу или сливкам. Такие термофильные молочнокислые бактерии относятся к факультативным анаэробным, поэтому оптимально могут размножаться при отсутствии кислорода или в такой среде, где большой его дефицит.
Читать еще:  7 вопросов пластическому хирургу

Молочнокислые

Молочнокислые бактерии разделяют на кокки и палочки. Первые состоят из нескольких клеток, соединенных в цепочку, — стрептококков и имеют гомо- и гетерогенное ферментирование. Гомоферментивные стрептококки сбраживают сахар, который есть в молоке, что позволяет приготовить живой йогурт. Гетероферментивные параллельно выделяют еще и такие ароматические вещества, как диацетин и цитоин. Клетки их круглой или овальной формы, окрашиваются хорошо по Грамму и не образуют спор и капсул. Они относятся к аэротолерантным и могут существовать при наличии воздуха. Однако у них отсутствует способность осуществлять аэробное дыхание, и они предпочитают продолжать привычный им процесс молочнокислого брожения. Для того чтобы питаться, им нужно много витаминов, белков, органических кислот. В молоке бактерии вызывают его свертывание, образование плотноватого ровного сгустка с небольшим количеством сыворотки. Именно благодаря ароматообразующим молочнокислым стрептококкам в сыре появляются соблазнительные пузырьки с характерным запахом и низкой способностью к образованию кислот. Кокки обладают высокой спиртоустойчивостью, и им необходима высокая кислотность.

Молочнокислые палочки

Молочнокислые палочки — они иначе называются лактобактериями — могут быть как одиночными, так и парными. Чаще всего используют ацидофильные лактобактерии, особенно болгарскую палочку, которая входит в состав заквасок и дает возможность производить вкусный и полезный йогурт. Еще в молочной промышленности пользуются популярностью стрептобактерии и бета-бактерии. Эти организмы совершенно неподвижны и спор либо капсул не образуют, окрашиваются по Грамму хорошо.

Термофилы молочнокислые относятся к факультативным анаэробам. Могут становиться моноферментными, обладающими высокой скоростью к кислотообразованию, или герероферментными со способностью параллельной переработки фруктозы, в результате чего образуется шестиатомный спирт маннит, ацетаты, лактаты и газ углекислый. Довольно слабо перерабатывают белки, поэтому им для того, чтобы расти, требуется присутствие аминокислот в среде. Некоторые палочки имеют способность к выработке каталазы — фермента, который расщепляет перекись водорода, или ацетальдегида, придающего запах и вкус сыру.

Молочнокислые термоустойчивые палочки могут выживать в молоке при проведении пастеризации при температуре 85-90 градусов. Они очень устойчивы к дезинфицирующим агентам и этим приносят немалый вред предприятиям пищевой сферы. Являются антагонистами кишечной палочки. Находятся в заквасках или слабопастеризованном молоке.

Термофилы, которые не могут дышать без кислорода

Аэробные термофилы, которые не могут дышать без кислорода, тоже делятся на две самостоятельных группы:

  • Экстремально-термофильные — не способные к движению грамотрицательные палочки, относящиеся к облигатным бактериям, рост которых происходит при оптимальной температуре в 70 градусов. Когда температура поднимается выше, палочки преобразуются в тонкие нити. Живут массово в горячих водных источниках и близлежащей почве.
  • Спорообразующие имеют формы, аналогичные мезофильным. Живут и распространяются в хорошо взрыхленной почве или подвергающихся аэрации водах.

Рассмотрев все эти виды микроорганизмов, следует отметить, что появление термофильных бактерий — это ароморфоз их в среду обитания. Как и другие живые организмы, бактерии тоже могут в процессе своей эволюции прекрасно адаптироваться к изменениям условий окружающей среды. При этом они значительно повышают уровень своей организации и обретают новые способности.

Польза и вред

Каковы вред и польза термофильных бактерий? Молочнокислые палочки, применяемые в пищевой промышленности, приносят человеку несомненную пользу. Входя в состав различных заквасок, они производят вкусные и полезные молочнокислые продукты, которые очень положительно влияют на все системы человеческого организма, помогают регулировать обменные процессы, нормализуют работу пищеварительного тракта и всячески способствуют защите организма от различных гнилостных бактерий, очищая его параллельно от накопленных токсинов и шлаков. Кроме улучшения состава микрофлоры термофильные бактерии успокаивают нервную систему, подавляют действие антибиотиков и повышают иммунитет.

Помимо пищевой промышленности данный вид бактерий используется довольно широко в фармакологической и косметологической сферах. На их основе изготавливают различные пробиотики, а также косметические средства, придающие коже ухоженность и упругость, а также применяются с целью ее отбеливания и восстановления. Маски из живого йогурта способны творить чудеса.

Термофильные и мезофильные бактерии, которые живут в почве и компосте, помогают перерабатывать органические вещества, удобряя землю для хорошего роста растений. Выделяемый метан может с успехом использоваться для обогрева жилых домов и промышленных объектов. При таких огромных масштабах пользы тот небольшой вред, который доставляют термофильные палочки предприятиям пищевой промышленности, нивелируется воздействием бактерицидных препаратов и постоянным мониторингом производственного пищевого оборудования.

Заключение

В этой статье мы дали основные понятия такого большого и малоизученного класса, как бактерии. Из приведенного материала вытекает, что термофильные бактерии уже сегодня широко используются человеком себе во благо. Но процесс этот еще далеко не завершен, и нас ожидает еще много приятных и полезных открытий.

Мощный антибиотик выделен из термофильной бактерии

Мощный антибиотик выделен из термофильной бактерии

Проблема повышения устойчивости к антибиотикам (и выделяемые гранты) зовет ученых на поиск новых противомикробных препаратов. Особый интерес науки сегодня вызывают бактериоцины — это пептидные токсины, вырабатываемые самими бактериями для защиты от агрессивных микробов, проживающих по соседству. Ученые выкапывают бактерии из разных неожиданных мест и проверяют их на производство бактериоцинов.

Бактериоцины способны не только лечить болезни. Эти бактериальные токсины с тем же успехом могут найти применение и в производстве, связанном с высокотемпературной ферментацией (например, биотоплива или химических строительных блоков.). Такие производства, благодаря высоким температурам, защищены от обычных бактерий, но подвержены загрязнению особыми термофильными бактериями, которые любят погорячее. Правда, здесь требуются антибиотики, стабильные при более высоких температурах, чем обычно.

Вот почему ученым было интересно обнаружить, что термофильная бактерия Aeribacillus palladius, выделенная из почвы над нефтяной скважиной в Литве, производит некий антибактериальный пептид, который работает против различных бактерий-термофилов.

С очисткой и идентификацией антибактериального соединения пришлось повозиться. Ученым из Вильнюсского университета понадобилось почти два года, чтобы найти его формулу и гены, ответственные за его производство. Конечный продукт был назван паллидоцином.

Паллидоцин отнесли к классу посттрансляционно-модифицированных пептидов. Это означает, что после его выделения к пептиду добавляются одна или несколько функциональных групп. В данном случае функциональная группа представляла собой сахар.

Чтобы облегчить дальнейшие исследования данного пептида, гены, ответственные за продукцию паллидоцина, были перенесены в бактерию E. coli (штамм BL21-DE3). Экспрессия генов сработала на отлично, что само по себе большая удача, посскольку трудно экспрессировать целый кластер антимикробных генов из грамположительного бактериального штамма непосредственно в грамотрицательной бактерии и в итоге получить нормальный продукт.

Читать еще:  В возникновении синдрома хронической усталости виноваты кишечные бактерии

По итогам лабораторного выделения паллидоцина ученые смогли подтвердить, что тот обладает высокой термоустойчивостью и чрезвычайно сильной активностью в отношении термофильных бактерий. Кроме того, благодаря геномному секвенированию паллидоцина были открыты еще два похожих антибиотика, которые назвали Hyp1 и Hyp2, они активны против термофильных бактерий и некоторых Bacillus.

Разработан новый антибиотик для борьбы с грамотрицательными бактериями

L. Brian Stauffer

Ученым из Иллинойского университета впервые за последние пятьдесят лет удалось создать соединение, которое будет служить основой для новой линии антибиотиков против грамотрицательных бактерий. Ключевыми параметрами такой молекулы оказались ее размер, глобулярность, определенный баланс полярных и гидрофобных характеристик и наличие вращающейся аминной группы, позволяющей ей эффективно проникать в клетку сквозь порины. Соединение, созданное на основе диоксинибомицина, показало свою эффективность против широкого спектра грамотрицательных бактерий. Исследование опубликовано в Nature.

Грамотрицательные бактерии, в отличие от грамположительных, обладают двумя клеточными мембранами. Наружная мембрана содержит много липополисахаридов, и доступ многих веществ в клетку из-за этого затруднен. Антибиотиков, которые позволяли бы бороться с этой группой организмов, существует гораздо меньше по сравнению с лекарственными препаратами против грамположительных бактерий. Последняя группа таких антибиотиков была открыта в 1968 году. Это ароматические соединения, которые называются хинолоны, и они способны проникать внутрь грамотрицательной бактериальной клетки сквозь специальные белковые комплексыее внешней мембраны — порины, через которые бактерия получает необходимые ей для жизнедеятельности вещества. Внутри клетки они блокируют механизмы репликации ДНК, и бактерия погибает.

Патогенные бактерии умеют приобретать устойчивость к антибиотикам, поэтому для борьбы с ними постоянно требуется разработка новых лекарств. В 2007 году в рамках фармакологического проекта GlaxoSmithKline было проанализировано пятьсот тысяч кандидатов на роль нового антибиотика для грамотрицательных бактерий, но работа не увенчалась успехом.

В данном проекте ученые выбрали сто соединений с потенциальным антибиотическим эффектом. Исходным материалом для разработки новых соединений служили молекулы, которые могли бы по своим пространственным параметрам попадать внутрь бактериальной клетки, и обладали антибиотическими свойствами. При этом были отобраны те из них, которые можно было без серьезных затруднений подвергать разным химическим превращениям, позволяющим немного модифицировать их полярность, пространственные характеристики и другие параметры.

Антибиотик, действующий на грамотрицательные бактерии, во-первых, должен проходить сквозь порины, то есть «узнаваться» ими, а во-вторых, он должен обладать достаточно жесткой структурой и низкой глобулярностью — то есть характеризоваться определенной компактностью, чтобы там не застревать. В предыдущих работах было показано, что соединение, которое способно проходить сквозь порины, должно обладать высокой полярностью и массой менее 600 Да. Кроме того, оно должно быстро накапливаться в клетке, потому что градиентные насосы будут выкачивать его оттуда, и скорость поступления его должна превышать скорость выкачивания.

Компьютерное моделирование пространственной структуры соединений и последующее лабораторное тестирование позволило составить список необходимых критериев, необходимые такому веществу для успешного проникновения в клетку. Выяснилось, что эффективнее всего накапливаются в клетке соединения, которые имеют пять или менее вращающихся связей, коэффициент глобулярности которых составляет 0,25 или менее, а кроме того, они должны помимо полярных характеристик обладать некоторой гидрофобностью и иметь стерически свободную (не зафиксированную) аминную группу.

В результате за основу было выбрано соединение диоксинибомицин (DNM), ингибирующее гиразу ДНК грамположительных бактерий, но не действующее на грамотрицательные виды. Впервые оно было разработано там же — в Иллинойском университете, но в 1960 году. Его коэффициент глобулярности составляет 0,02, и он не имеет вращающихся связей. Его аналог, имеющий шестичленное кольцо вместо пятичленного (6DNM) модифицировали, добавив к нему аминную группу (6DNM-NH3). Полученное соединение обладало антибактериальной активностью, эффективно уничтожая почти все грамотрицательных бактерии, задействованные в эксперименте, в том числе — крайне резистентный к антибиотикам патогенный штамм Escherichia coli ATCC BAA-2469 (исключением стал вид Pseudomonas aeruginosa, который тоже почти не чувствителен к антибиотикам).

О сложностях в разработке антибактериальных препаратов, с которыми сталкиваются исследователи, мы уже много рассказывали раньше. Параметры, подобранные учеными для 6DNM-NH3, смогут послужить основой для разработки новой линии антибиотиков, необходимых для борьбы с целым рядом бактериальных заболеваний. Ученые отмечают, что в предыдущих проектах, несмотря на огромное множество разнообразных соединений, предложенных в качестве кандидатных антибиотиков для грамотрицательных бактерий, не было молекул, сочетающих все обнаруженные в рамках данного исследования характеристики, которые необходимы для эффективного прохождения вещества сквозь порины и накопления внутри клетки.

Термофильные бактерии

Термофильные бактерии очень теплолюбивы. Это следует из их названия. Данные микроорганизмы имеют широкое представительство в природе – в частности, их наличие подтверждено в микрофлоре кишечника человека и животных, в почве и воде. Также бактерии часто встречаются в компостных кучах, навозе и подстилках для скота. Особенностью отдельных термофилов является способность образовывать споры даже в неблагоприятных условиях. Микроорганизмы отличаются быстрым обменом веществ.

Причины популярности термофильных бактерий

Термофилы очень популярны у исследователей благодаря своей способности проводить ферментативную реакцию при высоких температурах. При этом, чем выше скорость реакции, тем ниже вероятность заражения посторонними микроорганизмами. Устойчивость к высоким температурам и, более того, предрасположенность к росту в таких условиях, связана с невосприимчивостью к воздействию других негативных факторов.

В частности, бактерии способны выдерживать атаки детергентов, что делает возможным их использование в моющих средствах. Это одна из множества причин, которые привели к популярности исследований разнообразия микроорганизмов, обладающих термофильными свойствами.

Одним из примеров можно назвать поиск и обнаружение кератиназы Caldoanaerobacter 1004. Организм, который вызывает появление данного фермента, был выделен из горячего источника. Производимая им кератиназа внеклеточного типа побуждает развитие гидролиза кератинов, которые отличаются устойчивостью к воздействию стандартных протеиназ. Данный фермент используется в птицеводстве, значительно ускоряя переработку перьев.

Виды термофильных бактерий

Термофильные бактерии различаются по необходимым для проживания и роста условиям, которые зависят от среды – выращиваемые в искусственных условиях лучше ощущают себя в твердых средах с наличием воздуха. Другие же способны обходиться без кислорода и растут в жидких средах. Форма бактерий, которые могут быть подвижными и неподвижными, зависит от температуры. С температурой до 40 °C микроорганизмы имеют вид палочковидных бацилл, а при ее повышении приобретают вид нитей.

Изучение термофилов продолжается до сих пор – не все показатели и формы бактерий на данный момент установлены. Более того, не так давно в садовой почве были обнаружены плесневые грибы, которые имеют аналогичные свойства и предпочитают высокие температуры.

Однако, стоить отметить прогресс, который был достигнут за последние годы в плане исследований данной категории микроорганизмов. Так, установлено, что наиболее заметным изменениям,
которые происходят под влиянием высоких температур, подвергаются клеточные белки и липиды, связанные с основными жизненными процессами бактерий.

Разделение термофилов на группы

Если задевать вопрос температуры, бактерии по данному показателю разделяются на несколько подгрупп, различающихся по предпочитаемым температурным показателям:

  • Экстремальные термофилы. Наиболее комфортной температурой для данных микроорганизмов является значение 80 °C. При этом бактерии способны существовать при температуре от 60 до 105 °C.
  • Стенотермофилы. Данные микроорганизмы еще называют факультативными. Демонстрируют рост при температуре от 20 до 40 °C.
  • Эвритермофилы. Они сохраняют предрасположенность к росту при температуре до 70 °C, но не ниже 40 C.
  • Термотолеранты. Минимальная температура, необходимая для роста таких бактерий составляет всего 10 °C, максимальная – 60 °C.
Читать еще:  Вылечить, заметить, предотвратить: 5 фактов об инсульте, которые важно знать

О пользе термофилов

Есть ли от термофильных бактерий польза? Да, и довольно большая. Но здесь все зависит от правильности применения и дозирования. Так, молочнокислые палочки, которые активно используются в пищевой промышленности, являются неотъемлемой частью молочнокислых продуктов и оказывают положительное влияние на человеческий организм.

В частности, они контролируют обменные процессы, помогая стабилизировать деятельность пищеварительного тракта, и обеспечивают лучшую защиту от вредоносных бактерий. Коме того, термофильные бактерии благотворно влияют на иммунитет, успокаивая нервную систему, и подавляют негативное воздействие антибиотиков.

Термофилы в молоке и молочных продуктах

Отдельного упоминания стоят термофильные бактерии в молоке. В ходе исследований специалистами было доказано, что при пастеризации молока происходит заметный прирост количества микроорганизмов. Если судить с гигиенической точки зрения, то подобное недопустимо.

Большая часть микрофлоры молока, которое прошло процедуру пастеризации, образуется медленно растущими колониями. Термофильные микроорганизмы обычно размножаются при температуре 60-63 °C, свойственной так называемой «низкой» пастеризации. При «высокой» их развития практически не происходит.

Однако, несмотря на повышенную температуру при процедуре одного размножения термофилов в молоке оказалось бы недостаточно, если говорить о росте бактериального населения. Видимо, резкий рост связан еще и оборудованием, которое не соответствует стандартам и нормам, а также несоблюдением условий содержания. Это вызывает загрязнение самого молока.

В каких сферах применяют термофильные бактерии?

Помимо использования в пищевой промышленности, в частности, при изготовлении молока и кисломолочной продукции, данные микроорганизмы находят широкое применение в косметологии и фармакологии в качестве основы для пробиотиков и средств по уходу за кожей. Термофильные и мезофильные микроорганизмы, проживающие в почве и компосте, оптимизируют процесс переработки органических веществ.

При отслеживании предельно допустимого уровня концентрации и постоянном наблюдении за производственным процессом можно избежать осложнений, которые вызывают термофильные бактерии. Термофилы и мезофилы, проживающие в почве и компосте также способствуют более быстрому росту саженцев. При этом эффективность работы первых в данном случае заметно выше.

Рост предрасположенности к метановому брожению стал наблюдаться после того, как в ходе исследований удалось определить получение витаминов B12 и H. Являясь удобрением и источником более эффективной переработки органики, вырабатываемый метан используется при обогреве помещений жилого и промышленного типа. Также он активно задействуется на предприятиях химической промышленности.

Как уменьшить вред, который могут наносить термофильные палочки? Если речь идет о предприятиях, помочь в этом сможет постоянный мониторинг оборудования, а также регулярная обработка с использованием бактерицидных препаратов. Подобные мероприятия позволяют контролировать качество изготавливаемой продукции, снижая риск возникновения каких-либо проблем до нуля.

Чем обусловлена устойчивость бактерий к высоким температурам?

На протяжении многих лет в рамках исследований учеными осуществлялись попытки установления причин устойчивости термофильных микроорганизмов к высоким температурам. Речь о значениях от 50 до 90 °C.

Основной причиной является особенность составляющих бактерий, в то числе оболочки, рибосомы и ферментов – по своим характеристикам они заметно отличаются от схожих компонентов мезофильных форм. При этом термофилы способны замещать недостаточную стабильность клеток за счет синтеза, который в таких случаях осуществляется более быстро – для этого в процессе задействуются наиболее термостабильные ферменты.

О вреде термофилов

Ряд термофилов способен вызвать инфицирование почвы во время добавления органических удобрений и при обогащении земли перепревшей подстилкой, ранее находившейся в коровниках. Вследствие этого наносится серьезный вред грунтовым водам и водоемам.

Отметим, что для термофильных бактерий не характерны патогенные или токсигенные свойства, тем самым они не относятся к категории особо опасных микроорганизмов для человека. Однако, загрязнение ими молока, продуктов, а также воды и почвы крайне нежелательно и рискует привести к неблагоприятным последствиям. В связи с этим рекомендуется проводить исследование на содержание термофилов в специализированной лаборатории.

Как убить бактерии?

Чтобы избавиться от термофилов, можно воспользоваться способом, доказавшим свою эффективность – достаточно поместить их в условия с заметным превышением верхнего температурного порога. Учеными установлен максимальный порог, при котором микробы способны выживать, пусть и теряют умение расти – это 122 °C. Стоит отметить, что обеспечить больший нагрев можно в лабораторных условиях, оснащенных необходимым оборудованием. Также на жизнедеятельность бактерий пагубным образом влияют температурные колебания.

Какие термофильные бактерии существуют?

Науке известно множество видов термофилов, которые получили широкое распространение в природе. Благодаря своей теплолюбивости они хорошо чувствуют себя в человеческом организме, а также растениях, почве и воде. Несмотря на общую предрасположенность, некоторым бактериям требуется воздух для роста, другие могут продолжать свое развитие и без него. В связи с этим термофильные организмы разделяют на аэробные и анаэробные.

Анаэробные, то есть не нуждающиеся в кислороде для роста, могут принадлежать одной из нескольких групп:

  • Маслянокислые. Такие бактерии производят масляную кислоту, питаясь сахаром и пектинами, а также продуцировать кислоты, среди которых уксусная и масляная. Среди полезных свойств можно отметить выработку ацетона и ряда спиртов. Бактерии встречаются как в термофильной, так и в мезофильной форме.
  • Целлюлозные. Проживают в иле рек, а также остатках растений. Микроорганизмы термофильного типа часто используются в сельском хозяйстве при приготовлении компоста. Наиболее активны бактерии при температуре среды 60-65 °C.
  • Метанообразующие. Не образуя споры, вырабатывают витамины и ферменты. Бактерии могут смешиваться вместе с целлюлозными. Для питания им необходимы сточные воды и бытовые отходы, которые образуются как следствие хозяйственной деятельности.
  • Десульфирующие. Встречаются вместе с целлюлозными, сохраняют жизнедеятельность благодаря умению восстанавливать сульфаты. Образуют споры овальной формы.
  • Молочнокислые. Эта группа находится в молоке и может нанести вред человеку при определенной концентрации. За счет способности синтезировать ароматические вещества микроорганизмы придают характерный аромат и вкус сливкам и творогу. Так как они относятся к факультативным термофилам, то могут расти даже при достаточно низких температурах (ниже 50 °C).

Аэробные термофилы также делятся на группы, среди которых нужно выделить две:

  1. Экстремально-термофильные. Бактерии относятся к облигатным и фактически бездвижны. Предельной температурой для их роста считается значение 70 °C. Более высокое меняет структуру палочек, которые обретают форму тонких нитей. Микроорганизмы можно чаще всего встретить в горячих источниках и верхних слоях почвы.
  2. Спорообразующие. Данное название говорит само за себя – микроорганизмы способны образовывать споры и проживают в обработанной почве или водах, подвергавшихся аэрации. Отличаются умением подстраиваться под изменения в окружающей среде.

Об организации и реализации генетических данных бактерий

Изучение ферментов, влияющих на процесс синтеза дочерних молекул ДНК термофилов, пользуется популярностью благодаря наличию как теоретического, так и практического интереса. Он связан с успешным применением ферментов при осуществлении полимеразной цепной реакции – это один из самых чувствительных анализов ДНК.

Ее суть заключается в организации размножения в объеме, которого достаточно для осуществления исследований с применением гель-электрофореза. Исследование проводится в несколько шагов, среди которых разработка способов клонирования с последующей оценкой эффективности действия ферментов.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector