Årsagen til inkubation ved forskellige temperaturer i mikrobiologi

Temperaturændringer kan have dramatiske effekter på mikroskopiske livsformer. Forskere inkuberer mikrober ved forskellige temperaturer af flere grunde. En årsag er, at forskellige mikrober vokser bedst ved forskellige temperaturer. En anden grund er, at forskeren forsøger at generere en temperaturfølsom mutant, så hun kan danne et muteret protein, der let kan afbrydes ved ændringer i temperaturen. En tredje grund er, at forskeren aktiverer det temperaturfølsomme protein, så hun kan studere virkningerne af det inaktiverede eller aktiverede protein.

Optimale vækstbetingelser

Forskellige bakterier som at vokse på forskellige temperaturer. Således vil en mikrobiolog inkubere en bestemt bakteriestamme ved sin optimale temperatur, så han kan studere den, når den er sund. Ved at ændre temperaturen kan han studere bakterierne, mens de er stressede. Organer, der vokser bedst til menneskelig kropstemperatur, som er ca. 37 grader Celsius (98,6 grader Fahrenheit), kaldes mesofiler. De, der vokser i varme temperaturer mellem 40 og 70 grader Celsius (104 til 158 grader Fahrenheit) kaldes termofiler. De, der vokser ved varme temperaturer over 80 grader Celsius, er hyperthermofiler. De, der lever under meget kolde betingelser, kaldes psykrophiler.

Transformation

Transformation er processen, hvormed bakterier optager stykker af DNA fra miljøet. Transformation sker naturligt, men kan spores op i laboratoriet. Den nøjagtige måde, hvorpå DNA optages i en bakteriecelle, er ukendt, men det menes at calciumionerne i opløsningen medierer interaktioner mellem negativt ladet DNA og den negativt ladede overflade af cellemembraner. Opvarmning af blanding af bakterier, calcium og DNA hjælper med at forbedre omdannelsesprocessen.

Generering af temperaturfølsomme mutanter

Mikrobiologer og genetikere opdager genernes nye funktioner i en mikroskopisk organisme ved at frembringe temperatur -følsomme mutanter. Forskeren udsætter mikroorganismer, såsom bakterier, for et kemisk middel, der forårsager DNA-beskadigelse, hvilket kan føre til muterede gener. Derefter vokser forskellige batcher af disse bakterier ved forskellige temperaturer uden for bakteriens optimale temperatur. En portion behandlede bakterier, der dør eller trives ved en ikke-optimal temperatur, har sandsynligvis havne et muteret gen. Ved at studere hvad der er inden for de temperaturfølsomme bakterier, har de ændret sig, kan de lære om en ny funktion af det muterede gen.

Aktivering af temperaturfølsomme mutanter

Mikrober inkuberes ved forskellige temperaturer, ikke kun for at generere temperaturfølsomme mutanter, men at aktivere dem i eksperimenter, der bruger dem til at besvare et spørgsmål. Inteins er en strækning af aminosyrer i et inaktivt protein. Inteins kan skære sig ud af proteinet, hvilket aktiverer proteinet. Fordi inteins fuse de løse ender, der resulterer efter at have skåret sig ud, forlader de ikke spor, at de var der. Inteins er blevet nyttige til at studere bakterier og gær, da hver intag kun skærer sig ud, når organismen opvarmes til en bestemt temperatur. Således inkuberes mikrober ved forskellige temperaturer for at aktivere ikkeins.