Мезофил

Мезофил , - это организм который лучше всего растет при умеренной температуре , ни слишком горячим, ни слишком холодным, с оптимальным диапазоном роста от 20 до 45 ° C (от 68 до 113 ° F). ^{[ 1 ]} Оптимальная температура роста для этих организмов составляет 37 ° C (около 99 ° F). ^{[ 2 ]} Термин в основном применяется к микроорганизмам . Организмы, которые предпочитают экстремальную среду, известны как экстремофилы . Мезофилы имеют разнообразные классификации, принадлежащие к двум областям : бактерии , археи и царства грибы домена Евхарья . Мезофилы, принадлежащие к доменным бактериям, могут быть граммаположительными или грамотрицательными . Требования к кислороду для мезофилов могут быть аэробными или анаэробными . Есть три основные формы мезофилов: кокк , бацилль и спираль .

Среда обитания

Среда обитания мезофилов может включать сыр и йогурт . Они часто включаются во время ферментации пива и вина . Поскольку нормальная температура тела человека составляет 37 ° C , большинство человеческих патогенов представляют собой мезофилы, как и большинство организмов, содержащих микробиом человека .

Мезофилы против экстремофилов

Мезофилы являются противоположностью экстремофилов . Экстремафилы, которые предпочитают холодные среды, называются психофильными , те, кто предпочитает более теплые температуры, называются термофильными или термотропными , а те, которые процветают в чрезвычайно горячей среде, являются гипертермофильными . Вычислительный подход по всему геному был разработан Zheng, et al. классифицировать бактерии в мезофильные и термофильные. ^{[ 3 ]}

Адаптация

Все бактерии имеют свою оптимальную окружающую среду и температуру, при которых они процветают. Многие факторы ответственны за оптимальный диапазон температуры данного организма, но данные свидетельствуют о том, что экспрессия конкретных генетических элементов ( аллели ) может изменить чувствительный к температуре фенотип организма. Исследование, опубликованное в 2016 году, показало, что мезофильные бактерии могут быть генетически спроектированы для экспрессии определенных аллелей из психофильных бактерий, следовательно, сдвигая ограничительный диапазон температуры мезофильных бактерий, чтобы близко соответствовать таковой у психорофильных бактерий. ^{[ 4 ]}

Из -за менее стабильной структуры мезофилов это снижает гибкость для синтеза белка . ^{[ 5 ]} Мезофилы не способны синтезировать белки при низких температурах. Он более чувствителен к изменениям температуры, а жирных кислот мембраны состав не допускает большой текучести . ^{[ 6 ]} Снижение оптимальной температуры от 37 ° C до 0 ° C до 8 ° C приводит к постепенному снижению синтеза белка. Индуцированные холодом белки (CIP) индуцируются при низких температурах, что затем позволяет белки холодного шока синтезировать (CSP). Сдвиг обратно к оптимальной температуре видит увеличение, что указывает на то, что мезофилы сильно зависят от температуры. ^{[ 7 ]} Доступность кислорода также влияет на рост микроорганизма. ^{[ 8 ]}

Есть два объяснения термофилов, которые могут выжить при таких высоких температурах, тогда как мезофилы не могут. Наиболее очевидным объяснением является то, что у термофилов есть компоненты клеток, которые относительно более стабильны, чем клеточные компоненты мезофилов, поэтому термофилы способны жить при более высоких температурах, чем мезофилы. ^{[ 9 ]} «Вторая школа мышления, представленная писаниями Гограна (21) и Аллена (3), считает, что быстрое переселение поврежденных или разрушенных составляющих клеток является ключом к проблеме биологической стабильности к тепло». ^{[ 9 ]}

Требования к кислороду

Из -за разнообразия мезофилов потребности в кислороде сильно различаются. Аэробное дыхание требует использования кислорода , а анаэробные - нет. Есть три типа анаэробных . Факультативные анаээробиты растут в отсутствие кислорода, используя ферментацию . Во время ферментации сахары превращаются в кислоты , спирт или газы . Если присутствует кислород, он будет использовать аэробное дыхание. Обязательные анаэробные не могут расти в присутствии кислорода. Аэротолерантные анаээробиты могут противостоять кислороду.

Роли

Микроорганизмы играют важную роль в разложении органического вещества и минерализации питательных веществ . В водных условиях разнообразие экосистемы позволяет разнообразие мезофилов. Функции каждого мезофила полагаются на окружающую среду, что наиболее важно температурный диапазон. ^{[ 10 ]} Бактерии, такие как мезофилы и термофилы, используются в производстве сыра из -за их роли в ферментации . «Традиционные микробиологи используют следующие термины, чтобы указать общую (слегка произвольную) оптимальную температуру для роста бактерий: психофилы (15–20 ° C), мезофилы (30–37 ° C), термофилы (50–60 ° C) и Чрезвычайные термофилы (до 122 ° C) ». ^{[ 11 ]} Как мезофилы, так и термофилы используются в мастерстве сыра по одной и той же причине; Однако они растут, процветают и умирают при разных температурах. Психиротрофные бактерии способствуют, что они портят молочные продукты, становясь заплесневелыми или плохими из -за их способности расти при более низких температурах, таких как 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 патогены от мезофильных бактерий, таких как перечисленные выше.

Listeria monocytogenes

Listeria monocytogenes является грамположительной бактерией. Это тесно связано с Bacillus и Staphylococcus . Это стержня, факультативный анаэроб, подвижный от перитрихозной жгутики . L. Monocytogenes Моторичность ограничена от 20 ° C до 25 ° C. ^{[ 12 ]} При оптимальной температуре он теряет свою подвижность. Эта бактерия отвечает за листериоз , который происходит от загрязненной пищи. ^{[ 12 ]}

Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus был впервые идентифицирован в 1880 году. ^{[ 13 ]} Это отвечает за различные инфекции, связанные с травмой. Бактерия преодолевает природные механизмы организма. Длительные инфекции S. aureus включают пневмонию , менингит и остеомиелит . S. aureus обычно заключается в условиях больниц. ^{[ 13 ]}

Они продемонстрировали холод

Escherichia coli -это грамотрицательная факультативная анаэробная бактерия в форме палочков, которая не производит споры . ^{[ 14 ]} Бактерия является членом Enterobacteriaceae . Он способен производить энтеротоксины , которые являются термолабильными или термостальными . ^{[ 14 ]} Другие характеристики E.coli заключаются в том, что она является оксидазой -негативной, цитрат -негативной, метил -красной и Voges -Proskauer -негативным. Подводя итог палочка , это кишечная . Он способен использовать глюкозу и ацетат в качестве источника углерода для ферментации. Э. Коли обычно встречается в кишечнике живых организмов. ^{[ 15 ]} E. coli имеет много возможностей, таких как хозяин рекомбинантной ДНК и быть патогеном. ^{[ 15 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ Уилли, Джоан М., Линда Шервуд, Кристофер Дж. Вулвертон и Лансинг М. Прескотт. Прескотт, Харли и Микробиология Кляйна. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл Высшее образование, 2008. Печать.
^ Ширальди, Чиара; De Rosa, Mario (2016), «Мезофильные организмы» , в Drioli, Enrico; День, Лидиетта (ред.), Энциклопедия мембран , Берлин, Гейдельберг: Спрингер, с. 1–2, doi : 10.1007/978-3-642-40872-4_1610-2 , ISBN 978-3-642-40872-4 Получено 2022-05-22
^ Хао Чжэн; Hongwei Wu (2010). «Анализ генов, ориентированные на корреляцию между уровнями содержания гуанинового цитозина и условиями температурного диапазона прокариотических видов» . BMC Bioinformatics . 11 (Suppl 11): S7. doi : 10.1186/1471-2105-11-S11-S7 . PMC 3024870 . PMID 21172057 .
^ Панковский, Ярослав А.; Пакетт, Стефани М.; Нано, Фрэнсис Э. (15 марта 2016 года). «Чувствительность к температуре, предоставленная аллелями LIGA из психофильных бактерий при замене в мезофильных бактериях и видах дрожжей» . Прикладная и экологическая микробиология . 82 (6): 1924–1932. Bibcode : 2016apenm..82.1924p . doi : 10.1128/aem.03890-15 . ISSN 0099-2240 . PMC 4784036 . PMID 26773080 .
^ Vijayabaskar, Mahalingam S. et al. «Конструкция энергетических сетей структуры белков: применение в сравнительном анализе термофилов и мезофилов», биофизический журнал, том 98, выпуск 3, 387a
^ Ли, KY; Торрес, JA (1993). «Влияние температуры и растворенного вещества на минимальную активность воды для роста и температуры, характерные для выбранных мезофилов и психотрофов» . Журнал пищевой переработки и сохранения . 17 (4): 305–318. doi : 10.1111/j.1745-4549.1993.tb00733.x .
^ Перро, Ф., Хебро, М., Джунгтер, Г.-А. и Jouenne, T. «Синтез белка в Escherichia coli при 4 ° C. Электрофорез». 2000, 21: 1625–1629. doi: 10.1002/(SICI) 1522-2683 (20000501) 21: 8 <1625 :: AID-ELPS1625> 3.0.CO; 2-4
^ Синклер, на; Stokes, JL «Роль кислорода в высоких клеточных урожаях психофилов и мезофилов при низких температурах». Журнал бактериологии, 1963, вып. 85 (1), с.164 [рецензированный журнал]
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Коффлер, Генри (2016-11-28). «Протоплазматические различия между мезофилами и термофилами» . Бактериологические обзоры . 21 (4): 227–240. doi : 10.1128/mmbr.21.4.227-240.1957 . ISSN 0005-3678 . PMC 180904 . PMID 13488883 .
^ Ferroni, GD, Kaminski, JS «Психофилы, психотрофы и мезофилы в среде, которая испытывает сезонные колебания температуры». Канадский журнал микробиологии, 1980, 26: 1184-1191, 10.1139/M80-198
^ Джонсон, Марк. «Мезофильные и термофильные культуры, используемые в традиционном производстве сыра». Сыр и микробы. Вашингтон: ASM Publishing. 2014. Веб.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Magalhã es, R. (2014). Listeria monocytogenes. 450-461.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Тодд, Э. (2014). Staphylococcus aureus. 530-534
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Робинсон, Ричард К. (2000). Энциклопедия пищевой микробиологии, объемы 1-3 - Escherichia coli. Elsevier. Онлайн-версия доступна по адресу: http://app.knovel.com/hotlink/pdf/id:kt0051lgg3/enceclopedia-food-microbiology/escherichia-coli
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Робинсон, Ричард К. (2000). Энциклопедия пищевой микробиологии, объемы 1-3 - Escherichia coli. Elsevier. Онлайн-версия доступна по адресу: http://app.knovel.com/hotlink/pdf/id:kt0051k7i1/enceclopedia-food-microbiology/ecology-bacteria-escherichia-3

[1] Уилли, Джоан М., Линда Шервуд, Кристофер Дж. Вулвертон и Лансинг М. Прескотт. Прескотт, Харли и Микробиология Кляйна. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл Высшее образование, 2008. Печать.

[2] Ширальди, Чиара; De Rosa, Mario (2016), «Мезофильные организмы» , в Drioli, Enrico; День, Лидиетта (ред.), Энциклопедия мембран , Берлин, Гейдельберг: Спрингер, с. 1–2, doi : 10.1007/978-3-642-40872-4_1610-2 , ISBN 978-3-642-40872-4 Получено 2022-05-22

[3] Хао Чжэн; Hongwei Wu (2010). «Анализ генов, ориентированные на корреляцию между уровнями содержания гуанинового цитозина и условиями температурного диапазона прокариотических видов» . BMC Bioinformatics . 11 (Suppl 11): S7. doi : 10.1186/1471-2105-11-S11-S7 . PMC 3024870 . PMID 21172057 .

[4] Панковский, Ярослав А.; Пакетт, Стефани М.; Нано, Фрэнсис Э. (15 марта 2016 года). «Чувствительность к температуре, предоставленная аллелями LIGA из психофильных бактерий при замене в мезофильных бактериях и видах дрожжей» . Прикладная и экологическая микробиология . 82 (6): 1924–1932. Bibcode : 2016apenm..82.1924p . doi : 10.1128/aem.03890-15 . ISSN 0099-2240 . PMC 4784036 . PMID 26773080 .

[5] Vijayabaskar, Mahalingam S. et al. «Конструкция энергетических сетей структуры белков: применение в сравнительном анализе термофилов и мезофилов», биофизический журнал, том 98, выпуск 3, 387a

[6] Ли, KY; Торрес, JA (1993). «Влияние температуры и растворенного вещества на минимальную активность воды для роста и температуры, характерные для выбранных мезофилов и психотрофов» . Журнал пищевой переработки и сохранения . 17 (4): 305–318. doi : 10.1111/j.1745-4549.1993.tb00733.x .

[7] Перро, Ф., Хебро, М., Джунгтер, Г.-А. и Jouenne, T. «Синтез белка в Escherichia coli при 4 ° C. Электрофорез». 2000, 21: 1625–1629. doi: 10.1002/(SICI) 1522-2683 (20000501) 21: 8 <1625 :: AID-ELPS1625> 3.0.CO; 2-4

[8] Синклер, на; Stokes, JL «Роль кислорода в высоких клеточных урожаях психофилов и мезофилов при низких температурах». Журнал бактериологии, 1963, вып. 85 (1), с.164 [рецензированный журнал]

[Koffler_227–240-9] Jump up to: ^а ^{беременный} Коффлер, Генри (2016-11-28). «Протоплазматические различия между мезофилами и термофилами» . Бактериологические обзоры . 21 (4): 227–240. doi : 10.1128/mmbr.21.4.227-240.1957 . ISSN 0005-3678 . PMC 180904 . PMID 13488883 .

[10] Ferroni, GD, Kaminski, JS «Психофилы, психотрофы и мезофилы в среде, которая испытывает сезонные колебания температуры». Канадский журнал микробиологии, 1980, 26: 1184-1191, 10.1139/M80-198

[11] Джонсон, Марк. «Мезофильные и термофильные культуры, используемые в традиционном производстве сыра». Сыр и микробы. Вашингтон: ASM Publishing. 2014. Веб.

[LISTERIA-12] Jump up to: ^а ^{беременный} Magalhã es, R. (2014). Listeria monocytogenes. 450-461.

[AUREUS-13] Jump up to: ^а ^{беременный} Тодд, Э. (2014). Staphylococcus aureus. 530-534

[COLI-14] Jump up to: ^а ^{беременный} Робинсон, Ричард К. (2000). Энциклопедия пищевой микробиологии, объемы 1-3 - Escherichia coli. Elsevier. Онлайн-версия доступна по адресу: http://app.knovel.com/hotlink/pdf/id:kt0051lgg3/enceclopedia-food-microbiology/escherichia-coli

[ROBINSON-15] Jump up to: ^а ^{беременный} Робинсон, Ричард К. (2000). Энциклопедия пищевой микробиологии, объемы 1-3 - Escherichia coli. Elsevier. Онлайн-версия доступна по адресу: http://app.knovel.com/hotlink/pdf/id:kt0051k7i1/enceclopedia-food-microbiology/ecology-bacteria-escherichia-3

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]