Введение
Термофилы – это организмы, процветающие при относительно высоких температурах. Термофил – это организм, являющийся типом экстремофила, который хорошо растет и размножается при высоких температурах, в диапазоне от… Многие термофилы – это археи, хотя некоторые из них – бактерии и грибы. Предполагается, что термофильные эубактерии были одними из самых ранних бактерий. Термофилы встречаются в различных геотермально нагретых регионах Земли, таких как горячие источники, например, в Йеллоустонском национальном парке (см. изображение), и глубоководные гидротермальные источники, а также в разлагающейся растительной материи, такой как торфяники и компост. Термофилы способны выживать при высоких температурах, в то время как другие бактерии или археи могут быть повреждены и даже погибать при воздействии тех же температур. Ферменты термофилов функционируют при высоких температурах. Некоторые из этих ферментов используются в молекулярной биологии, например, Taq-полимераза, применяемая в ПЦР. Слово "термофил" происходит от греческих слов θερμότητα (термотита), означающего тепло, и φίλια (филия), означающего любовь. Сравнительные исследования показывают, что разнообразие термофилов в основном определяется pH, а не температурой.
A thermophile is an organism—a type of extremophile—that thrives at relatively high temperatures, between Many thermophiles are archaea, though some of them are bacteria and fungi. Thermophilic eubacteria are suggested to have been among the earliest bacteria. Thermophiles are found in various geothermally heated regions of the Earth, such as hot springs like those in Yellowstone National Park (see image) and deep sea hydrothermal vents, as well as decaying plant matter, such as peat bogs and compost. Thermophiles can survive at high temperatures, whereas other bacteria or archaea would be damaged and sometimes killed if exposed to the same temperatures. The enzymes in thermophiles function at high temperatures. Some of these enzymes are used in molecular biology, for example the Taq polymerase used in PCR. "Thermophile" is derived from the θερμότητα (thermotita), meaning heat, and φίλια (philia), love. Comparative surveys suggest that thermophile diversity is principally driven by pH, not temperature.
Термофилы против мезофилов
Термофилы могут быть дифференцированы от мезофилов по геномным признакам. Например, уровни содержания ГЦ в кодирующих областях некоторых сигнатурных генов последовательно определялись как связанные с температурным диапазоном, при применении анализа ассоциаций к мезофильным и термофильным организмам, независимо от их филогении, потребности в кислороде, солености или условий обитания.
Грибные термофилы
Грибы – единственная группа организмов в домене Эукариота, способных выживать в диапазоне температур 50–60 °C. Термофильные грибы обнаружены в различных средах обитания, при этом большинство из них относится к порядку Sordariales. Термофильные грибы обладают значительным биотехнологическим потенциалом благодаря способности продуцировать термостабильные ферменты, имеющие промышленное значение, в частности, для разложения растительной биомассы.
Трансфер генов и генетический обмен
Sulfolobus solfataricus и Sulfolobus acidocaldarius – гипертермофильные археи. При воздействии на эти организмы повреждающих ДНК факторов, таких как УФ-излучение, блеомицин или митомицин С, индуцируется видоспецифическая клеточная агрегация. У S. acidocaldarius индуцированная УФ-излучением клеточная агрегация опосредует обмен хромосомными маркерами с высокой частотой. Ajon и др., обсуждая обмен ДНК у гипертермофилов в экстремальных условиях, отметили, что обмен ДНК, вероятно, играет роль в восстановлении ДНК посредством гомологичной рекомбинации. Они предположили, что этот процесс критически важен в условиях повреждения ДНК, таких как высокая температура. Также было предложено, что передача ДНК у Sulfolobus может представлять собой примитивную форму полового процесса, аналогичную более изученным системам бактериальной трансформации, связанным с видоспецифической передачей ДНК между клетками, приводящей к гомологичному рекомбинационному восстановлению повреждений ДНК.