Text redactat en basc i traduït automàticament per Elia i sense revisió posterior. MOSTRA L’ORIGINAL

Microorganismes termofílicos

1994/11/01 Lasa Uzkudun, Iñigo Iturria: Elhuyar aldizkaria

Biologia

L'habilitat més sorprenent dels microorganismes, a diferència de la majoria d'éssers vius, és, temperatura, salinitat o pressió especials, a diferència de la majoria dels éssers vius. En tots ells la temperatura és la que estableix les limitacions més estretes per a la funcionalitat de les molècules i estructures biològiques.

La majoria dels organismes estudiats en profunditat estan adaptats a temperatures moderades (15-40 °C) i, a més, perden la capacitat de viure fora d'aquests estrets límits de temperatura. Són la majoria dels organismes del grup eucariotes (excepte algunes excepcions singulars) i es denominen “mesòfils”.

El bacteri Thermus thermophilus HB8. Sota la línia es veuen bosses de bacteris. Aquestes bosses es formen per mutació d'una proteïna de pell. Aquesta mutació s'ha obtingut en laboratori mitjançant enginyeria genètica.

Existeixen en el sòl zones naturals d'alta temperatura. Aquests han seleccionat organismes procariotes que necessiten una alta temperatura per a viure en aquest ambient. Dins de les d'alta temperatura podem distingir els microorganismes termofilos moderats (45-50 °C), els termofilos extrems (65-90 °C) i els hipertermofilos (aquells que necessiten sobreviure a 90 °C). Per causes desconegudes, el grup de bacteris hipertermofílicas està format únicament per Arqueobacterias. En el grup dels termofilos extrems, a més de les Arqueobacterias, també hi ha Eubacterias.

Quan es van descobrir microorganismes termofílicos sorgeix la pregunta On està el límit amb la temperatura de la vida? Thomas Brock, descobridor de microorganismes termòfils, afirmava que en tractar-se de cèl·lules de sistemes químics aquosos, la vida es limitaria a ambients en els quals l'aigua es manté en estat líquid. No obstant això, s'han trobat submarins hàbitats de 250 °C, sense vida, qüestionant la hipòtesi anterior. Actualment no existeixen indicis de vida per sobre dels 110 °C, i al no ser estables les molècules biològiques per sobre dels 150-160 °C, es pot pensar que els límits de la vida no seran majors que els oposats.

Existeixen raons fisiològiques o bioquímiques per a desenvolupar aquests microorganismes a temperatures tan elevades? O dit d'una altra manera, en què es basa la termoestabilidad dels microorganismes termòfils? Inicialment es pensava que la membrana del microorganisme podia aïllar, realitzant totes les seves funcions metabòliques a una temperatura similar a la dels microorganismes mesòfils. Aquesta teoria va ser descartada immediatament en comprovar que tots els sistemes enzimàtics de microorganismes poden funcionar a una temperatura similar a la que es desenvolupa. Posteriorment es va pensar que en el citoplasma existien substàncies per a termoestabilizar els components cel·lulars. En l'actualitat se sap que en el citoplasma dels microorganismes termòfils existeixen nombrosos termoestabilizadores (poliamina, acaba, espermidina, espermina), però la raó de la termoestabilidad radica en la naturalesa de cada component cel·lular.

Aplicacions industrials d'enzims termoestables

Biotecnològicament, la característica més important dels microorganismes termofílicos és la formació d'enzims que catalitzen reaccions bioquímiques a temperatures molt majors que els microorganismes mesòfils. Algunes dels avantatges industrials de l'ús d'enzims termoestables es resumeixen en la taula 1.

No obstant això, hi ha processos en els quals la falta d'estabilitat d'algun substrat impedeix el seu ús. Aquest problema és freqüent en la indústria farmacèutica perquè la majoria dels components de les reaccions són termosensibles. Les principals inadequacions en l'ús d'enzims termoestables es recullen en la taula 2.

Malgrat els avantatges de la termofilia, de moment estan poc estudiades. Per això, en molts processos industrials, al no conèixer-se enzims termofílicas alternatives, s'utilitzen enzims mesòfils. No obstant això, la utilització d'enzims termoestables en alguns processos és imprescindible. Alguns exemples es presenten en la taula 3.

Thermus aquaticus, polimerasa DNA polimerasa (Taq polimerasa) procedent del microorganisme termofílico, ha fet possible el desenvolupament de la tècnica denominada PCR (Polimerase Chain Reaction). Atès que la importància d'aquesta tècnica en el camp de la biologia molecular és fonamental, no és d'estranyar que en 1993 concedeixi el Premi Nobel de Medicina al seu creador Kary Mulliser. Igual que s'ha creat aquesta tècnica, a mesura que es coneguin més els microorganismes termofílicos, s'aniran creant noves aplicacions.