Что такое закваска и для чего её используют в приготовлении сыра

Мезофилы — возбудители инфекций

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 патогены 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 обнаружен 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 обнаруживается в кишечнике живых организмов. E.coli обладает множеством возможностей, например, может быть хозяином для рекомбинантной ДНК и быть патогеном.

Чем отличаются мезофильные бактерии от животных и растений мезофилов

К растениям с такой корневой системой относятся прострел, степные ирисы и пионы, полыни, ковыли. И наконец, луковицы и клубни, которые типичны для «эфемероидов». Это растения, которые растут и цветут весной, когда достаточно в почве весенней влаги. Летом же они сбрасывают листья и находятся в состоянии покоя. Это тюльпаны, группа мелколуковичных.Почти все эти растения относятся к многолетникам, которые могут расти без пересадки и деления долгие годы – от 5 до 10 лет.

Они хорошо размножаются делением, но могут размножаться и семенами. Особенно активно разрастаются и размножаются стелющиеся виды – кошачья лапка или антеннария, ацена, барвинок, котула, очитки, мшанка, тимьян, яснотка

Животные получают воду тремя основными путями: через питье, вместе с сочной пищей и в результате метаболизма, т. е. за счет окисления и расщепления органических веществ – жиров, белков и углеводов.

Некоторые животные могут впитывать воду через покровы из влажного субстрата или воздуха, например, личинки некоторых насекомых – мучного хрущака, жуков‑щелкунов и др.

Потери воды у животных происходят через испарение покровами или со слизистых оболочек дыхательных путей, путем выведения из тела мочи и непереваренных остатков пищи.

Хотя животные могут выдерживать кратковременные потери воды, но в целом расход ее должен возмещаться приходом.

Потери воды приводят к гибели скорее, чем голодание.

Виды, получающие воду в основном через питье, сильно зависят от наличия водопоев. Это особенно характерно для крупных млекопитающих. В сухих, аридных районах такие животные совершают иногда значительные миграции к водоемам и не могут существовать слишком далеко от них. В африканских саваннах слоны, антилопы, львы, гиены регулярно посещают водопои.

В питьевой воде нуждаются и многие птицы. Ласточки и стрижи пьют на лету, проносясь над поверхностью водоема.

Рябки в пустынях ежедневно совершают многокилометровые перелеты к водопоям и приносят воду птенцам.

Что делает закваска с молоком

Если молоко сквасится естественным путем, из него получится замечательная простокваша или кефир, но никак не сыр. Для этого продукта необходимы особые молокосвёртывающие бактерии, формирующие сырный сгусток и его последующее созревание. Сами по себе они в молоке не появятся, как в случае с кефиром, поэтому их приходится вносить специально. Прежде всего, чистые заквасочные культуры преобразуют молочный сахар в кислоту. В процессе могут выделяться побочные вещества, в том числе углекислый газ, обусловливающий своеобразный рисунок в сыре – те самые «дырочки», отличающие зрелый сыр от всех других продуктов.

Получившаяся повышенная кислотность имеет двойное значение: минимизирует размножение вредных бактерий в теле сыра и тем самым продлевает срок его годности. Все дальнейшие процессы в сыре происходят исключительно под влиянием заквасочных бактерий, они влияют на преобразование протеинов, жиров и сахаров в специфичные соединения, придающие сыру его узнаваемый вкус, вид и аромат. Разумеется, каждый вид сыра обязан своими свойствами определенному штамму сырных бактерий или их особой комбинации, поэтому и заквасок для сыра существует большое количество.

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.

Особенности и суть

Вам будет интересно:Ябеда: это что такое, синонимы

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.

Золотая середина?

По температурным предпочтениям наука выделяет и другие категории простейших существ, но мезофилы самая многочисленная группа. В нее включено большинство видов микроорганизмов, населяющих сушу и воду.

Бактерии-мезофилы по большей части патогенные микроорганизмы, а к колебаниям температуры они выработали определенные механизмы защиты.

Термофилы – это виды живых существ, предпочитающих, чтобы воздух вокруг них прогревался выше 40°C. Термофильные микроорганизмы предпочитают заселять горячие источники, хорошо прогреваемые солнцем верхние слои почвы, влажные кучи сена. Растения-термофилы – это папоротники и цветы. Теплолюбивые животные не могут существовать в среде, не отвечающей привычному для них температурному режиму.

Психрофилы предпочитают, чтобы столбик термометра находился на отметке +10°C, но и при аналогичном отрицательном значении они способны выживать.

Гигрофила длиннолистная (Hygrophila spec, longifolia)

Длинностебельное растение. В последние годы этот вид все чаще встречается у аквариумистов. Благодаря своей оригинальной форме растение выглядит в аквариуме очень красиво. Попарно расположенные листья достигают в длину 20 см при ширине около 1,5 см. Ярко выражена центральная жилка коричневого или темно-зеленого цвета. Растение достигает поверхности воды и выходит на воздух, поэтому для его содержания нужен высокий аквариум. Гигрофилу располагают у боковых стенок и на заднем плане. К условиям содержания она сравнительно нетребовательна и растет в аквариуме круглый год.

Дополнительная подкормка минеральными веществами не обязательна, так как необходимое питание растение при правильном содержании получает из грунта.

Размножается гигрофила вегетативно — черенкованием стебля и делением ползучего корневища. При этом не следует разрезать стебель на мелкие части, так как тогда растение развивается медленно. Лучше брать целые побеги не короче 10 — 12 см.

Растение можно выращивать в условиях влажной оранжереи, но при этом листья сильно укорачиваются, становятся более плотными, окраска их темнеет. Как и большинство представителей рода, гигрофила длиннолистная значительно быстрее растет в воздушной среде.

НОРМАЛЬНАЯ МИКРОФЛОРА

С современных позиций нормальную микрофлору рассматривают как совокупность микробиоценозов, занимающих свои экологические ниши на коже и слизистых оболочках человека. Микроорганизмы, составляющие нормальную микрофлору, состоят между собой в разнообразных взаимоотношениях (нейтрализма, конкуренции, синергизма, паразитизма и др.). Изменение численности того или иного вида микроорганизмов в определённом биотопе или возникновение не свойственного данному месту обитания вида служит сигналом для адаптационных или необратимых изменений в соответствующем звене микроэкологической системы. Особенность нормальной микрофлоры половых путей женщин — многообразие её видового состава.

Формирование и становление микробиоценоза влагалища отражает этапы эволюции женских половых органов. Микрофлора половых путей в различные периоды жизни женщины неодинакова и отражает влияния комплекса факторов внутренней и внешней среды (например, при беременности, протекающей без патологии, плод стерилен). В женских половых органах постоянно происходят циклические изменения, связанные с функцией яичников. Нормальную микрофлору влагалища можно представить в виде динамической системы, подверженной в физиологических условиях гормональному влиянию менструального цикла, ритма половой жизни, беременности, индивидуальных гигиенических мероприятий.

На микрофлору воздействуют инвазивные диагностические и лечебные манипуляции, применение антибиотиков, цитостатиков, гормональных препаратов, хирургические вмешательства и др. Однако, несмотря на постоянные изменения, микрофлора относительно стабильна.

Современные достижения клинической микробиологии позволили выделить 4 типа микробиоценоза на основе микроскопической картины.

• Нормоценоз:

  • доминирование лактобацилл;
  • отсутствие грамотрицательной микрофлоры, спор;
  • наличие единичных лейкоцитов и «чистых» эпителиальных клеток.

• Промежуточный тип микробиоценоза:

  • умеренное или незначительное количество лактобацилл;
  • наличие грамположительных кокков, грамотрицательных палочек;
  • обнаружение лейкоцитов, моноцитов, макрофагов, эпителиальных клеток.

• Дисбиоз:

  • незначительное количество или полное отсутствие лактобацилл;
  • обильная грамотрицательная и грамположительная палочковая и кокковая микрофлора;
  • наличие ключевых клеток, вариабельное количество лейкоцитов, отсутствие фагоцитоза.

• Вагинит:

  • полимикробная картина мазка;
  • большое количество лейкоцитов, макрофагов, эпителиальных клеток, наличие выраженного фагоцитоза.

Картина нормоценоза отражает типичное состояние нормального биотопа влагалища. Промежуточный тип микробиоценоза влагалища — пограничный тип, его часто наблюдают у здоровых женщин, без субъективных жалоб и клинической симптоматики. Дисбиоз влагалища соответствует микробиологической картине бактериального вагиноза. Вагинит соответствует неспецифическому вагиниту.

При обнаружении возбудителей специфических инфекций (гонококков, трихомонад, мицелия, и т.д.) ставятэтиологический диагноз.

Что такое терморезистентность и зачем она простейшим?

Бактерии мезофилы и термофилы без вреда для собственных репродуктивных способностей могут переносить кратковременное нахождение в условиях экстремально высоких температур. Такую толерантность называют термоустойчивостью или терморезистентностью. Это крайне полезное качество микроорганизмы выработали, чтобы выживать при попадании в экстремальные условия. Такая способность есть далеко не у всех.

Облигатные психрофилы (таковыми считаются бактерии, предпочитающие оптимальную температуру около 15°C или ниже) очень чувствительны даже к незначительному плюсовому колебанию столбика термометра. Ареал их обитания – арктические моря и глубины океанов, антарктические льды или ледники высоко в горах.

У факультативных психрофилов оптимальная для их жизнедеятельности температура гораздо выше, чем у облигатных видов – она равна 20-30°C. Поэтому их можно встретить в местах с постоянно меняющимися температурными режимами. И так как некоторые психрофилы являются главными виновниками порчи продуктов в холодильниках и морозильных камерах, то нарушать рекомендованные требования для хранения рыбы, мяса и молока нельзя. Появление неприятного запаха – это полбеды. Гораздо хуже, когда патогенные бактерии-психрофилы образуют токсины.

Можно сделать вывод, что бактерии-мезофилы и группы животных или растений с таким же определением подразумевают деление по различным предпочтениям. Мезофильные микроорганизмы объединяются в эту категорию на основе оптимальной температуры. В то время как животные и растения причисляют к мезофилам исходя из нужного для них уровня влажности и количества потребляемой воды. Подобные знания дают возможность учитывать факторы внешней среды для поддержания жизнедеятельности нужных форм живых организмов или для борьбы с нежелательными видами.

Психрофилы, мезофилы, термофилы

Бактериальные ор­ганизмы могут существовать и развиваться в весьма широких температур­ных границах.

Различают три экологические группы бактерий по их отношению к температуре окружающей среды: психрофилы, мезофилы, термофилы.

• К психрофилам относятся формы, развивающиеся при сравнительно низкой температуре. Оптимум развития у этих бакте­рий лежит при 20—25 °C, а минимум может лежать даже ниже нуля, если эти бактерии развиваются в растворе, замерзающем при температуре ниже нуля.
• К мезофильным бактериям относится огромное большинство бакте­рий. Оптимум развития мезофилов лежит при 25—35 °C, максимум — при 45—50 °C и минимум — около 10 °C. Из приведенных для мезофилов тем­пературных границ видно, что эта группа микроорганизмов наиболее соот­ветствует температурам, наблюдающимся в природе в летнее время, и поэтому не удивительно весьма широкое распространение мезофилов в почве, воде и других субстратах.
• К термофильным микроорганизмам относятся бактерии и близкие к ним актиномицеты, а также некоторые водоросли, по преимуществу сине-зеленые. Все они характеризуются тем, что развиваются при высоких тем­пературах (40—75 °C). Водоросли и ряд представителей животного мира (моллюски и др.), живущие в горячих источниках и гейзерах, развива­ются при несколько более низких температурах, чем бактерии и актиноми­цеты. Из микроорганизмов к термофилам обычно относятся бациллярные формы, образующие споры, а также группа актиномицетов.

В состоянии спор термофилы хорошо переносят температуры ниже 30 °C, при которых они в вегетирующем состоянии быстро гибнут. Особен­ностью термофилов является их очень интенсивный обмен, благодаря чему они гораздо энергичнее размножаются и значительно быстрее заканчивают осуществляемые ими микробиологические процессы. Клетки термофилов делятся быстрее, чем у мезофилов, и быстрее стареют и отмирают.

Что такое мезофилы?

Мезофильные бактерии — это организмы, которые растут при умеренной температуре, которая составляет 20-45 ° C. Оптимальная температура роста мезофильных бактерий составляет 37 ° С. Следовательно, бактерии в микробиоме человека, а также патогенные бактерии человека являются мезофилами. Некоторые примеры мезофильных бактерий Listeria monocytogenes, Streptococcuspyrogenes, так далее.

Мезофилы есть и среди животных или растений, однако принадлежность к этому виду определяется не температурными предпочтениями. В отличие от бактерий мезофильные представители флоры – это те, которые предпочитают среднее количество влаги. Правильнее такие растения называть мезофитами, а главное условие для их успешного роста и развития – достаточное, но не избыточное содержание воды в почве. Представители этого вида произрастают и в тропических, и в субтропических лесах. Но в основном растения-мезофиты – «жители» умеренных широт:

• лиственные кустарники и деревья,
• луговые травы (клевер и тимофеевка),
• лесные ландыши, кислица.

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, предпочитающих 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.

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, он будет использовать аэробное дыхание. Облигатные анаэробы не могут расти в присутствии кислорода. Аэротолерантные анаэробы могут противостоять кислороду.

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.

Полезные и вредные свойства термофилов и их применение

Ацидофильные молочнокислые палочки применяются не только в пищевой промышленности, но и в фармакологии. Их можно обнаружить в твороге и сыре, а также в составе большинства пробиотических препаратов, заквасках, позволяющих производить кефир и йогурт и призванных нормализовать микрофлору в организме человека.

Индустрия красоты

Косметологи широко применяют йогурт в качестве средства, отбеливающего кожу и восстанавливающего ее упругость. Живой йогурт, применяемый в качестве маски, способен восстановить здоровье кожи и нормализовать баланс бактерий на ее поверхности.

Производство йогуртов

Термофильный стрептококк и болгарская ацидофильная палочка входят в состав заквасок, при помощи которых производится йогурт. Многие люди, имеющие проблемы с перевариванием цельного молока, могут употреблять йогурт, поскольку в его составе нет молочного сахара – лактозы. Йогурт показан грудным детям как средство для поддержания нормальной микрофлоры, а также как продукт, содержащий витамины групп В и К, фолиевую кислоту и аминокислоты. Он легко готовится из сухих заквасок путем добавления их в молоко и выдерживания при температуре 38-45°С. В отличие от кефира или ацидофилина, йогурт имеет приятный сливочный вкус и не содержит дрожжей и спирта.

Переработка органики

Это еще одна сфера применения термофильных бактерий. Ее выполняют как термофильные, так и мезофильные бактерии, живущие в почве, однако эффективность работы первых существенно выше. Интерес к метановому брожению существенно возрос после того, как было выяснено, что в результате можно получать витамины В12 и Н. Кроме того, образующийся при переработке подстилки и других органических отходов в компостных ямах метан может успешно применяться для обогрева жилых и промышленных помещений, а также в химической промышленности.

Чтобы уменьшить вред, наносимый термофильными палочками предприятиям пищевой промышленности, проводят мониторинг оборудования и его регулярную обработку бактерицидными препаратами, что позволяет контролировать качество выпускаемой продукции.

Клостридиумы в почве

Немалый вред приносит инфицирование земель клостридиумами при внесении органических удобрений, а также использовании в качестве удобрения перепревшей подстилки из коровников. Высокое содержание клостридиумов в почве наносит существенный вред качеству грунтовых вод и воды в естественных водоемах.

Интересно, что в почве, загрязненной нефтепродуктами, обнаружены термофилы, способные перерабатывать твердые парафины и ароматические углеводороды. Их присутствие в почве позволяет существенно снизить степень загрязненности и сделать ее пригодной для растений.

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.

Возможно ли убить бактерии? Что пагубно на них влияет?

Канал ДНЕВНИК ПРОГРАММИСТА
Жизнь программиста и интересные обзоры всего. Подпишись, чтобы не пропустить новые видео.

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.

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.

Что такое термофильные бактерии

Термофильные бактерии растут при относительно высоких температурах, которые составляют 45-122 ° С. Они живут во множестве морских и наземных мест обитания. Некоторые места обитания теплолюбивых бактерий — это горячие источники, такие как в национальном парке Йеллоустоун, глубоководные гидротермальные жерла и разлагающиеся растительные вещества, такие как торфяники и компост. У них есть несколько биохимических и молекулярных стратегий, чтобы противостоять вредному воздействию высоких температур. У термофильных бактерий есть множество применений, таких как производство термостабильных ДНК-полимераз, используемых в ПЦР.

Рисунок 1: Термальный источник в Йеллоустонском национальном парке

Особенности организации и реализации генетической информации термофилов

Изучение ферментов, обслуживающих репликацию ДНК термофильных бактерий, имеет не только теоретический, но практический интерес. Это связано с тем, что такие ферменты могут успешно применяться для проведения одного из наиболее чувствительных анализов ДНК – полимеразной цепной реакции. Смысл ее состоит в том, что в специальном аппарате при помощи специфической затравки – кусочка ДНК организовывается ее размножение в количествах, достаточных для проведения анализа при помощи гель-электрофореза. Делается это с помощью ферментов, расплетающих двойную спираль ДНК и синтезирующих недостающие цепочки на каждой из расплетенных ветвей.

Клонирование данных ферментов с целью получения «идеальной ДНК-полимеразы» – тема, актуальная для всех, кто занимается проблемами повышения точности и производительности ферментов, синтезирующих ДНК при проведении ПЦР (Полимеразная цепная реакция). Обычно исследование проводят в несколько этапов:

1. Разработка способа клонирования участков ДНК бактерий, с которых считывается данный фермент, выделение необходимых генов из ДНК-библиотек исследуемых организмов.
2. Определение последовательности нуклеотидов в ДНК интересующих генов.
3. Внедрение необходимых генов в ДНК бактерий для получения рекомбинантных ферментов.
4. Оценка эффективности работы этих ферментов при проведении ПЦР.
5. Оценка точности воспроизведения фрагментов ДНК при помощи полученных ДНК-полимераз.