Un hipertermófilo es un organismo que prospera en ambientes extremadamente calientes, desde 60 ° C (140 ° F) hacia arriba. Una temperatura óptima para la existencia de hipertermófilos suele ser superior a 80 ° C (176 ° F). [1] Los hipertermófilos se encuentran a menudo dentro del dominio Archaea , aunque algunas bacterias también pueden tolerar temperaturas de alrededor de 100 ° C (212 ° F). Algunas bacterias pueden vivir a temperaturas superiores a 100 ° C a grandes profundidades en el mar donde el agua no hierve debido a la alta presión . Muchos hipertermófilos también pueden soportar otros extremos ambientales, como una alta acidez o altos niveles de radiación. Los hipertermófilos son un subconjunto de extremófilos. Su existencia puede respaldar la posibilidad de vida extraterrestre , ya que existe un rango de calor más alto para la vida.
Historia
Los hipertermófilos aislados de las aguas termales en el Parque Nacional Yellowstone fueron reportados por primera vez por Thomas D. Brock en 1965. [2] [3] Desde entonces, se han establecido más de 70 especies. [4] Los hipertermófilos más extremos viven en las paredes sobrecalentadas de los respiraderos hidrotermales de aguas profundas , lo que requiere temperaturas de al menos 90 ° C para sobrevivir. Un hipertermófilo extraordinario tolerante al calor es la cepa 121 , [5] que ha podido duplicar su población durante 24 horas en un autoclave a 121 ° C (de ahí su nombre). La temperatura de crecimiento récord actual es de 122 ° C, para Methanopyrus kandleri .
Aunque ningún hipertermófilo ha demostrado prosperar a temperaturas> 122 ° C, su existencia es posible. La cepa 121 sobrevive a 130 ° C durante dos horas, pero no pudo reproducirse hasta que se transfirió a un medio de crecimiento nuevo, a una temperatura relativamente más fría de 103 ° C.
Investigar
Las primeras investigaciones sobre hipertermófilos especularon que su genoma podría caracterizarse por un alto contenido de guanina-citosina ; sin embargo, estudios recientes muestran que "no existe una correlación obvia entre el contenido de GC del genoma y la temperatura de crecimiento ambiental óptima del organismo". [6] [7]
Las moléculas de proteína en los hipertermófilos exhiben hipertermostabilidad , es decir, pueden mantener la estabilidad estructural (y por lo tanto funcionar) a altas temperaturas. Tales proteínas son homólogas a sus análogos funcionales en organismos que prosperan a temperaturas más bajas, pero han evolucionado para exhibir una función óptima a temperaturas mucho mayores. La mayoría de los homólogos de baja temperatura de las proteínas hipertermoestables se desnaturalizarían por encima de 60 ° C. Estas proteínas hipertermoestables son a menudo comercialmente importantes, ya que las reacciones químicas se desarrollan más rápidamente a altas temperaturas. [8] [9]
Estructura celular
La membrana celular contiene altos niveles de ácidos grasos saturados para mantener su forma a altas temperaturas. [ cita requerida ]
Hipertermófilos específicos
Arqueas
- Cepa 121 , un arqueón que vive a 121 ° C en el Océano Pacífico.
- Pyrolobus fumarii , una arqueona que vive a 113 ° C en respiraderos hidrotermales del Atlántico.
- Pyrococcus furiosus , un arqueón que prospera a 100 ° C, descubierto por primera vez en Italia cerca de un respiradero volcánico.
- Archaeoglobus fulgidus
- Methanococcus jannaschii
- Aeropyrum pernix
- Sulpholobus
- Methanopyrus kandleri cepa 116, un archaeon en 80 a 122 ° C en un Indian Ridge central .
Bacterias Gram-negativo
- Geothermobacterium ferrireducens , que prospera a 65–100 ° C en Obsidian Pool , Parque Nacional de Yellowstone.
- Aquifex aeolicus
- Thermotoga , especialmente Thermotoga maritima
Ver también
- Mesófilo
- Psicrófilo
- Termófilo
- Propiedades únicas de las arqueas hipertermofílicas
Referencias
- ^ Stetter, K. (2006). "Historia del descubrimiento de los primeros hipertermófilos". Extremófilos . 10 : 357–362. doi : 10.1007 / s00792-006-0012-7 .
- ^ Joseph Seckbach, et al .: Polyextremophiles - vida bajo múltiples formas de estrés. Springer, Dordrecht 2013, ISBN 978-94-007-6487-3 , prefacio; @libros de Google
- ^ El valor de la investigación básica: descubrimiento de Thermus aquaticus y otros termófilos extremos
- ^ Microorganismos hipertermofílicos
- ^ El microbio de las profundidades lleva la vida al límite más caliente conocido
- ^ El alto contenido de guanina-citosina no es una adaptación a altas temperaturas: un análisis comparativo entre procariotas
- ^ Zheng H, Wu H; Wu (diciembre de 2010). "Análisis de asociación centrado en el gen para la correlación entre los niveles de contenido de guanina-citosina y las condiciones del rango de temperatura de las especies procariotas" . BMC Bioinformática . 11 : S7. doi : 10.1186 / 1471-2105-11-S11-S7 . PMC 3024870 . PMID 21172057 .
- ^ "Análisis de la composición del genoma y proteoma de Nanoarchaeum equitans: indicaciones para la adaptación hipertermofílica y parasitaria".
- ^ Saiki, RK; Gelfand, dh; Stoffel, S; Scharf, SJ; Higuchi, R; Horn, GT; Mullis, KB; Erlich, HA (1988). "Amplificación enzimática de ADN dirigida por cebadores con una ADN polimerasa termoestable". Ciencia . 239 (4839): 487–91. Código Bibliográfico : 1988Sci ... 239..487S . doi : 10.1126 / science.239.4839.487 . PMID 2448875 .
Otras lecturas
Stetter, Karl (febrero de 2013). "Una breve historia del descubrimiento de la vida hipertermofílica". Transacciones de la sociedad bioquímica . 41 (1): 416–420. doi : 10.1042 / BST20120284 . PMID 23356321 .
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