WikiSort.ru - Не сортированное

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте
Thermus aquaticus

Thermus aquaticus, СЭМ
Научная классификация
Международное научное название

Thermus aquaticus
Brock and Freeze 1969


Систематика
на Викивидах
Изображения
на Викискладе
ITIS  967337
NCBI  271
EOL  974560

Thermus aquaticus (лат.) — грамотрицательная палочковидная экстремально термофильная бактерия рода Thermus. Обитает в горячих источниках Йеллоустонского национального парка и других подобных регионах, гейзерах при температурах выше 55 °C. Впервые открыта Томасом Броком (англ. Thomas Brock) и Хадсоном Фризом (англ. Hudson Freeze) в районе Больших Фонтанов (англ. Great Fountain) Йеллоустонского национального парка. Термостабильные ферменты (в особенности термостабильная Taq-полимераза) используются как инструменты в молекулярно-генетических исследованиях.

Биологические свойства

Грамотрицательная палочковидная бактерия. Не образует капсул и спор, часть штаммов подвижна и имеют жгутики. На солнечном свету продуцирует разнообразные пигменты[1]. Экстремально-термофильный хемоорганогетеротроф, облигатный аэроб[2], развивается при температуре выше 55 °С (оптимальной является температура 70 °C). Обитает в горячих источниках, гейзерах[2], два штамма были выделены из горячей водопроводной воды[3].

Геном

Геном T. aquaticus штамма HB27 представлен хромосомой размером 1 894 877 п.н. и мегаплазмидой pTT27 размером 232 605 п.н. Имеется большое сходство генома T. aquaticus с геномом мезофильного организма Deinococcus radiodurans[4]. Продолжается секвенирование генома T. aquaticus штамма Y51MC23, размер хромосомы составляет 2 340 768 п.н., хромосома содержит 2570 гена, из которых 2520 кодируют белки, доля пар Г+Ц составляет 68 %[5]. T, aquaticus штамм NTU103 имеет плазмиду pTA103 размером 1965 п.н., которая реплицируется по типу «катящегося кольца»[6]. T. aquaticus поражается бактериофагом IN93, чей геном представлен двухцепочечной кольцевой молекулой ДНК размером 19 603 п.н.[7]

Термостабильные ферменты

T. aquaticus является экстремально-термофильной бактерией, поэтому ферменты T. aquaticus термостабильны и не инактивируются при повышенных температурах. Некоторые ферменты T. aquaticus (рестриктаза TaqI и в особенности Taq-полимераза) активно используются в качестве инструментов для молекулярно-генетических исследований[8].

Альдолаза

Первоначально не было понятно, как T. aquaticus может выживать в экстремальных температурных условиях, поэтому необходимо было детально изучить ферменты T. aquaticus и то, как они избегают денатурации при таких высоких температурах. Одним из первых изученных ферментов T. aquaticus была альдолаза[9].

РНК-полимераза

Первой из полимераз из T. aquaticus была выделена РНК-полимераза (транскриптаза) в 1974 г.[10] Проведены кристаллографические исследования данного фермента[11] и получена рекомбинантная РНК-полимераза, предназначенная для молекулярно-биологических исследований транскрипции[12].

Эндонуклеаза рестрикции TaqI

Эндонуклеаза рестрикции (рестриктаза) TaqI была одним из первых ферментов T. aquaticus, которые стали использовать для молекулярно-генетических исследований[13]. Сайт рестрикции — TCGA.

Taq-полимераза

Taq-полимераза была впервые выделена и охарактеризована в 1976 году[14]. Преимуществами Taq-полимеразы является её способность работать при повышенных температурах (оптимум 72—80 °C) и возможность получать Taq-полимеразу в чистом виде. В 1986 г. Кэри Муллис (англ. Kary Mullis) решил использовать для изобретённой им в 1983 г. полимеразной цепной реакции (ПЦР) Taq-полимеразу ввиду того, что она выдерживала высокую (94—96 °C) температуру, необходимую для денатурации ДНК и не было необходимости вносить новую порцию дорогостоящей ДНК-полимеразы после каждого раунда амплификации. Затем ген Taq-полимеразы был клонирован и модифицирован с целью получить высокоэффективный коммерческий продукт[15]. Taq-полимераза гомологична ДНК-полимеразе I (pol I) Escherichia coli[16]. Taq-полимераза также ограниченно используется в секвенировании ДНК[17], но ввиду большого количества ошибок[18] (из-за отсутствия 3',5'-экзонуклеазной активности) в секвенировании и точных анализах чаще используется Pfu-полимераза из археи Pyrococcus furiosus[19] (хотя полимераза AmpliTaqR имеет преимущество перед Pfu-полимеразой в виде более высокой процессивности[20]).

Применение

T. aquaticus является источником термостабильных ферментов, используемых в молекулярной биологии (рестриктаза TaqI, РНК-полимераза, Taq-полимераза). Секвенирование генома T. aquaticus может помочь в поиске других необходимых для биотехнологии ферментов (протеаз[21], амиломальтазы[22], НАД-оксидаз[23]).

См. также

Примечания

  1. ↑ Brock T. D., Mercedes R. E. Fine Structure of Thermus aquaticus, an Extreme Thermophile// Journal of Bacteriology, Oct 1970, Vol 104. р. 509—517.
  2. 1 2 Brock T.D. and Freeze H. (1969). “Thermus aquaticus gen. n. and sp. n., a nonsporulating extreme thermophile”. Journal of Bacteriology. 98 (1): 289–97. PMC 249935. PMID 5781580.
  3. ↑ Pask-Hughes R. and Williams R.A.D. (1975). “Extremely thermophilic gram-negative bacteria from hot tap water”. Journal of General Microbiology. 88 (2): 321–8. DOI:10.1099/00221287-88-2-321. PMID 1097586.
  4. ↑ The genome sequence of the extreme thermophile : Thermus thermophilus : Abstract : Nature Biotechnology
  5. ↑ uid=6010 Genome Result
  6. ↑ ScienceDirect — Plasmid : Characterization of a rolling-circle replication plasmid from Thermus aquaticus NTU103
  7. ↑ uid=16835 Genome Result
  8. ↑ Thermostable DNA Polymerases Архивировано 25 июня 2010 года.
  9. ↑ Freeze H., Brock T.D. Thermostable Aldolase from Thermus aquaticus//J. Bact. 1970, vol. 101(2) pp. 541—550
  10. ↑ Air G.M., Harris J.I. DNA-Dependent RNA Polymerase From the Thermophilic Bacterium Thermus aquaticus // FEBS Letters 1974, vol. 38(3) pp. 277—281
  11. ↑ Архивированная копия (недоступная ссылка). Проверено 17 августа 2008. Архивировано 31 октября 2008 года.
  12. ↑ Recombinant Thermus aquaticus RNA Polymerase, a New Tool for Structure-Based Analysis of Transcription — Minakhin et al. 183 (1): 71 — The Journal of Bacteriology
  13. ↑ Sato S. A single cleavage of Simian virus 40 (SV40) DNA by a site specific endonuclease from Thermus aquaticus, Taq I // J. Biochem (Tokyo), 1978 83 (2) Р. 633
  14. ↑ Chien A., Edgar D. B., Trela J. M. Deoxyribonucleic acid polymerase from the extreme thermophile Thermus aquaticus // J Bacteriol. — 1976. — Т. 127, вып. 3. — С. 1550—1557. — PMID 8432.
  15. ↑ High-level expression, purification, and enzymatic characterization of full-length Thermus aquaticus DNA polymerase and a truncated form deficient in 5' to 3' exonuclease activity. PCR Methods Appl. 1993 May; 2(4):275-87
  16. ↑ Crystal structure of Thermus aquaticus DNA polymerase
  17. ↑ DNA sequencing with Thermus aquaticus DNA polymerase and direct sequencing of polymerase chain reaction-amplified DNA — PNAS
  18. ↑ Thermus aquaticus (Taq) error rates adn REP-PCR | British Journal of Biomedical Science | Find Articles at BNET
  19. ↑ ФЕРМЕНТЫ ДЛЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ И ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ. Национальный информационный центр по науке и инновациям Sciencerf.ru. В МИРЕ НАУКИ
  20. ↑ ДНК полимеразы | molbiol.ru
  21. ↑ http://cancerweb.ncl.ac.uk/cgi-bin/omd?Thermus+aquaticus+Rt41A+proteinase (недоступная+ссылка)
  22. ↑ Thermus aquaticus ATCC 33923 Amylomaltase Gene Cloning and Expression and Enzyme Characterization: Production of Cycloamylose — Terada et al. 65 (3): 910 — Applied and environmental microbiology
  23. ↑ NADH oxidase from the extreme thermophile Thermus aquaticus YT-1 — COCCO — 2005 — European Journal of Biochemistry — Wiley Online Library

Ссылки

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .



Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2024
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии