Thermus aquaticus

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Wikipédia:TaxoboxInfobox info icon.svg
Thermus aquaticus
Thermus aquaticus.JPG
Rendszertani besorolás
Domén: Baktériumok (Bacteria)
Törzs: Deinococcus-Thermus
Osztály: Deinococci
Rend: Thermales
Nemzetség: Thermus
Faj: T. aquaticus
Tudományos név
Thermus aquaticus
Brock&Freeze, 1969

A Thermus aquaticus egy Gram-negatív, pálcikaformájú extremofil baktérium, amely hőforrásokban, gejzírekben él. Hőrezisztens DNS-polimeráz enzimét, a Taq-polimerázt a molekuláris biológiában alapvető fontosságú polimeráz-láncreakcióban alkalmazzák.

Felfedezése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hőforrásokban előforduló életformák felderítése az 1960-as években kezdődött, ekkor még úgy gondolták, hogy egyetlen élő szervezet sem viseli el az 55°C fölötti hőmérsékletet. Hamarosan felfedezték, hogy sok mikroorganizmus nem hogy túléli, de egyenesen megköveteli az ennél magasabb hőfokot. 1969-ben az Indianai Egyetem kutatói, Thomas D. Brock és Hudson Freeze egy új termofil baktériumot írtak le a Yellowstone Nemzeti Park gejzírjeiből, amelyet Thermus aquaticusnak neveztek el[1]. Azóta a világ sok más pontján is megtalálták hasonló élőhelyeken, hőforrásokban, gejzírekben, sőt melegvíztartályokban is.

Tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A T. aquaticus elviseli az 50-80°C-os hőmérsékletű közeget, de leginkább 70°C-on szaporodik. A baktérium kemotróf, vagyis energiaszükségletét szervetlen vegyületekből fedezi. A hasonló mikroorganizmusoktól eltérően nem teljesen autotróf, mert képes hasznosítani a közös élőhelyen előforduló cianobaktériumok fotoszintézissel termelt szerves anyagait is.

Fontos enzimjei[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Thermus aquaticus a belőle izolált hőálló enzimekről, elsősorban a Taq DNS-polimerázról lett nevezetes.

Aldoláz

Az első kísérletek arra irányultak, hogy hogyan képesek a sejt fehérjéi elviselni azt a magas hőmérsékletet, melyen a legtöbb protein már denaturálódik. Az extremofil baktérium felfedezői már 1970-ben publikáltak egy cikket annak hőálló aldoláz enzimjéről (az aldoláz a sejt energiaháztartásában alapvető glikolízisben vesz részt)[2].

RNS-polimeráz

Az első polimeráz amit a T. aquaticusból izoláltak, annak transzkripcióját végző DNS-függő RNS-polimeráza volt (1974-ben)[3].

Taq I restrikciós endonukleáz

A restrikciós enzimeket rutinszerűen alkalmazzák a biotechnológiában és a génsebészetben, a legtöbb szakember akkor figyelt fel a fajra az 1970-es évek végén, 80-as évek elején, amikor a belőle nyert endonukleázok forgalomba kerültek[4].

DNS-polimeráz

A baktérium DNS-függő DNS-polimerázát 1976-ban izolálták[5]. Mikor Kary Mullis a 80-as években kidolgozta a polimeráz-láncreakció (angol rövidítéssel PCR) elvét, mellyel minden felhevítési ciklussal megduplázta a reakcióban részt vevő DNS-szálakat, eleinte hagyományos polimerázt használt, amely azonban minden felmelegítési ciklusban tönkrement és utánpótolni kellett. Ekkor figyelt fel a Taq-polimerázra, amely kibírta a kettős szál szétválasztásához használt 95°C-t is és jelentősen csökkentette a módszer költségeit és egyszerűbbé tette végrehajtását. Az enzimet hamarosan klónozták (más, ipari tenyésztésre alkalmas baktériumba vitték át) és a PCR gyors terjedésével az egyik legnagyobb tételben eladott molekuláris biológiai enzim lett belőle[6]. A Science magazin 1989-ben vezette be "Az év molekulája" címet, amit először a Taq-polimeráz kapott meg[7]. Kary Mullis 1993-ban kémiai Nobel-díjat kapott a PCR módszer kidolgozásáért.

Mullis a Cetus Corporationnak dolgozott és a PCR jogdíjai is a cégé lettek, mellyel az jelentős jövedelemre tett szert. A Cetus az általa használt Thermus aquaticus törzset az American Type Culture Collection-től, egy nonprofit törzsgyűjteménytől szerezte, a szerzett profitot viszont nem osztotta meg a szervezettel. Azóta a törzsgyűjteményből kivett minden minta esetén alá kell írni egy nyilatkozatot a kereskedelmi hasznosítás során keletkező jövedelmek megosztásáról[8].

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Brock TD and Freeze H (1969). "Thermus aquaticus, a Nonsporulating Extreme Thermophile". J. Bact. 98 (1): 289–97
  2. Freeze H and Brock TD (1970). "Thermostable Aldolase from Thermus aquaticus". J. Bact. 101 (2): 541–50.
  3. Air GM and Harris JI (1974). "DNA-Dependent RNA Polymerase From the Thermophilic Bacterium Thermus aquaticus". FEBS Letters 38 (3): 277–281.
  4. Sato, S (February 1978). "A single cleavage of Simian virus 40 (SV40) DNA by a site specific endonuclease from Thermus aquaticus, Taq I". J. Biochem (Tokyo) 83 (2): 633–5.
  5. Chien, A; Edgar DB, Trela JM (September 1, 1976). "Deoxyribonucleic acid polymerase from the extreme thermophile Thermus aquaticus". J. Bact. 127 (3): 1550–7.
  6. Lawyer FC et al. (1993). "High-level expression, purification, and enzymatic characterization of full-length Thermus aquaticus DNA polymerase.". PCR Methods Appl. 2 (4): 275–87.
  7. Guyer RL, Koshland DE (December 1989). "The Molecule of the Year". Science 246 (4937): 1543–6.
  8. Robbins J (28 November 2006)."The Search for Private Profit in the Nation's Public Parks". The New York Times.

Ez a szócikk részben vagy egészben a Thermus aquaticus című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.