Texto redactado en euskara e traducido automaticamente por Elia e sen posterior revisión. VER ORIXINAL

Microorganismos termofílicos

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

Biologia

A habilidade máis sorprendente dos microorganismos, a diferenza da maioría de seres vivos, é, temperatura, salinidade ou presión especiais, a diferenza da maioría dos seres vivos. En todos eles a temperatura é a que establece as limitacións máis estreitas paira a funcionalidade das moléculas e estruturas biolóxicas.

A maioría dos organismos estudados en profundidade están adaptados a temperaturas moderadas (15-40ºC) e, ademais, perden a capacidade de vivir fóra destes estreitos límites de temperatura. Son a maioría dos organismos do grupo eucariotas (salvo algunhas excepcións singulares) e denomínanse “mesófilos”.

A bacteria Thermus thermophilus HB8. Baixo a liña ven bolsas de bacterias. Estas bolsas fórmanse por mutación dunha proteína de pel. Esta mutación obtívose en laboratorio mediante enxeñaría xenética.

Existen no chan zonas naturais de alta temperatura. Estes seleccionaron organismos procariotas que necesitan una alta temperatura paira vivir neste ambiente. Dentro das de alta temperatura podemos distinguir os microorganismos termofilos moderados (45-50ºC), os termofilos extremos (65-90ºC) e os hipertermofilos (aqueles que necesitan sobrevivir a 90ºC). Por causas descoñecidas, o grupo de bacterias hipertermofílicas está formado unicamente por Arqueobacterias. No grupo dos termofilos extremos, ademais das Arqueobacterias, tamén hai Eubacterias.

Cando se descubriron microorganismos termofílicos xorde a pregunta Onde está o límite coa temperatura da vida? Thomas Brock, descubridor de microorganismos termófilos, afirmaba que ao tratarse de células de sistemas químicos acuosos, a vida limitaríase a ambientes nos que a auga se mantén en estado líquido. Con todo, atopáronse submarinos hábitats de 250 ºC, sen vida, cuestionando a hipótese anterior. Actualmente non existen indicios de vida por encima dos 110 ºC, e ao non ser estables as moléculas biolóxicas por encima dos 150-160 ºC, pódese pensar que os límites da vida non serán maiores que os atopados.

Existen razóns fisiológicas ou bioquímicas paira desenvolver estes microorganismos a temperaturas tan elevadas? Ou devandito doutro xeito, en que se basea a termoestabilidad dos microorganismos termófilos? Inicialmente pensábase que a membrana do microorganismo podía illar, realizando todas as súas funcións metabólicas a unha temperatura similar á dos microorganismos mesófilos. Esta teoría foi descartada de inmediato ao comprobar que todos os sistemas encimáticos de microorganismos poden funcionar a unha temperatura similar á que se desenvolve. Posteriormente pensouse que no citoplasma existían sustancias paira termoestabilizar os compoñentes celulares. Na actualidade sábese que no citoplasma dos microorganismos termófilos existen numerosos termoestabilizadores (poliamina, termina, espermidina, espermina), pero a razón da termoestabilidad radica na natureza de cada compoñente celular.

Aplicacións industriais de encimas termoestables

Biotecnológicamente, a característica máis importante dos microorganismos termofílicos é a formación de encimas que catalizan reaccións bioquímicas a temperaturas moito maiores que os microorganismos mesófilos. Algunhas das vantaxes industriais do uso de encimas termoestables resúmense na táboa 1.

Con todo, hai procesos nos que a falta de estabilidade dalgún substrato impide o seu uso. Este problema é frecuente na industria farmacéutica porque a maioría dos compoñentes das reaccións son termosensibles. As principais inadecuaciones no uso de encimas termoestables recóllense na táboa 2.

A pesar das vantaxes da termofilia, polo momento están pouco estudadas. Por iso, en moitos procesos industriais, ao non coñecerse encimas termofílicas alternativas, utilízanse encimas mesófilas. Con todo, a utilización de encimas termoestables nalgúns procesos é imprescindible. Algúns exemplos preséntanse na táboa 3.

Thermus aquaticus, polimerasa DNA polimerasa (Taq polimerasa) procedente do microorganismo termofílico, fixo posible o desenvolvemento da técnica denominada PCR (Polimerase Chain Reaction). Dado que a importancia desta técnica no campo da bioloxía molecular é fundamental, non é de estrañar que en 1993 conceda o Premio Nobel de Medicamento ao seu creador Kary Mulliser. Do mesmo xeito que se creou esta técnica, a medida que se coñezan máis os microorganismos termofílicos, iranse creando novas aplicacións.