Термоацидофильные микоплазмы

Впервые термофильный ацидофильный микоплазмоподобный организм был выделен в 1970 г. Дарлендом из саморазогревающихся угольных терриконов, где температура колеблется от 32 до 80°С, а величина рН равна 1,96. На основании структуры клетки, отсутствия клеточной стенки и величины генома он был отнесен к микоплазмам.

В настоящее время показано, что Thermoplasma acidophilum резко отличается от других микоплазм по ряду признаков и относится к архебактериям порядка Thernoplasmatales.

Клетки термоплазма имеют сферическую форму диаметром от 0,2 до 2,0 мкм. В молодом возрасте в культуре встречаются нитчатые структуры. Предполагают, что размножение этого организма осуществляется почкованием и, по-видимому, фрагментацией нити на отдельные элементы. Для термоплаэм характерно наличие жгутиков, похожих на бактериальные.

Геном Thermoplasma, равный 0,84x10⁹ Д, является самым маленьким для непаразитирующих организмов. ДНК Thermoplasma связана с гистонеподобными белками, конденсирующими ее в глобулярные структуры, напоминающие нуклеосомы эукариот.

Клеточная стенка отсутствует. Клетки отграничены от окружающей среды цитоплазматической мембраной, которая имеет везикулярную струк­туру. В мембране доминируют С₄₀-бифитаниловые тетраэфиры, составляющие 90 % и содержащие 1-2 циклопентиловых кольца. Такая мембрана представляет собой липидный монослой. Экспериментально показано, что циклизация внутри С₄₀-бифитаниловых цепей тетраэфиров имеет прямое отношение к росту Thermoplasma при высокой температуре. У Thermoplasma, как и у Sulfolobus, найдены разветвленные алкилбензолы.

Цитоплазматическая мембрана Thermoplasma чрезвычайно устойчива к действию физико-химических факторов - нагреванию до темпера­туры, близкой к 100°С, ультразвуку, действию рН в пределах от 1,0 до 7,0. Не лизируется в дистиллированной воде.

Температурные пределы роста Thermoplasma составляют от 45 до 60°С, с оптимумом 59-60°С. По отношению к кислотности среды явля­ются экстремальными ацидофилами с оптимумом рН 1-2. Интервал рН для роста находится в пределах от 1,0 до 5,0. С наибольшей интен­сивностью развиваются в условиях хорошей аэрации.

Для Thermoplasma характерен гетеротрофный тип питания. Пище­вые потребности изучены недостаточно. Формой энергетического мета­болизма является аэробное дыхание.

Естественная экологическая ниша неизвестна, но Тhermoplasma лег­ко выделяется из саморазогревающихся антропогенных угольных куч. Имеется сообщение о выделении Thermoplasma из горячих источников Японии.

Литература

I. Ленгуорси Т. Жизнь микроорганизмов при экстремаль­ных значениях рН. - В кн.: Жизнь микробов в экстремальных условиях. М., 1981, с. 332-365.

Контрольные вопросы

Раздел 1.

1. Какое систематическое положение занимают Sulfurococcus и Sulfosphaerellus в царстве архебактерии?

2. Образуют ли аэробные термофильные хемолитотрофные бактерии, окисляющие соединения серы и железа, единую систематическую группу?

3. Какие микроорганизмы входят в порядок Sulfolobales?

4. Какова истинная морфологиян Sulfolobus?

5. Каким образом осуществляется размножение Sulfolobus и Sul­furococcus?

6. Синтезируют ли сероокисляющие архебактерии запасной матери­ал?

7. Имеются ли у сероокисляющих архебактерии капсулы?

8. Какое биологическое значение имеют фимбрии для существова­ния сероокисляющих архебактерии в местах обитания?

9. Что представляет собой клеточная стенка Sulfolobus?

10. Какими структурами представлен мембранный аппарат у сероокисляющих архебактерии?

11. Какое отношение имеет структура С₄₀ бифитаниловых тетраэфиров к росту Sulfolobus при высоких температурах?

12. Каковы температурные пределы жизнедеятельности сероокисля­ющих архебактерии?

13. Связана ли термофилия сероокисляющих архебактерии со сво­еобразием ряда их фенотипических свойств?

14. Какое преимущество получают сероокисляющие архебактерии при росте при низких значениях рН?

15. Являются ли сероокисляющие архебактерии строгими аэробами?

16. Какие источники углерода используют сероокисляющие архе­бактерии?

17. По какому механизму осуществляется автотрофная фиксация С0₂ у сероокисляющих архебактерии?

18. Какая форма энергетического метаболизма характерна для сероокисляющих архебактерии?

19. Какие неорганические доноры электронов используют сероокис­ляющие архебактерии?

20. Какие экологические ниши занимают сероокисляющие архебак­терии?

21. Перспективы использования сероокисляющих архебактерии в промышленности.

Раздел 2.

1. Какие природные места обитания характерны для галофильных бактерий?

2. Какие ионы необходимы для жизнедеятельности галофилов?

3. Какую роль играют одновалентные и двухвалентные катионы в жизни галофильных бактерий?

4. Какой механизм обеспечивает развитие галофилов в средах с высоким осмотическим давлением?

5. Какая стратегия адаптации к высокому осмотическому давле­нию присуща галотолерантным и экстремально галофильным эубактериям?

6. Насколько разнообразны морфотипы галофилов?

7. Имеются ли сходные морфотипы у эубактерий и галофильных архебактерий?

8. Какие типы клеточных стенок характерны для галофильных бак­терий?

9. В чем заключается своеобразие липидного состава галофилов?

10. Какие функции выполняют ретинальсодержащие белки у галофилов?

11. Какой тип питания характерен для галофилов?

12. Какие формы энергетического метаболизма свойственны галофилам?

13. Какие конечные акцепторы электронов используют галобактерии в анаэробных условиях?

14. Какое место занимают экстремальные галофильные архебактерии в микробной системе?

Раздел 3.

1. Какое место занимают серовосстанавливающие архебактерии в системе прокариот?

2. Каков объем группы?

3. Когда впервые были открыты серовосстанавливающие бактерии?

4. Какие морфологические особенности характерны для этих бак­терий?

5. Какая температура является пределом для развития анаэробных серовосстанавливающих бактерий?

6. Какой механизм обусловливает развитие микроорганизмов при высокой температуре?

7. Какие типы питания характерны для серовосстанавливающих ар­хебактерии?

8. По какому пути происходит автотрофная фиксация СO₂ у серо-
восстанавливающих архебактерии?
9. Какая форма энергетического метаболизма характерна для серовосстанавливающих архебактерии?

10. Связана ли способность микроорганизмов расти при температуре 50 °С с осуществлением ими какого-либо специфического типа метаболизма?

Раздел 4.

1. Какие признаки отличают Thermoplasma от представителей класса Mollicutes?

2. Чем обусловливается устойчивость цитоплазматической мембра­ны Thermoplasma?

3. Какие пищевые потребности характерны для Thermoplasma?

4. Какой путь получения энергии свойственен Thermoplasma?

5. Какие переносчики характерны для электронтранспортной цепи Thermoplasma?

6. Где происходит синтез АТФ у Thermoplasma?

7. Что известно о механизме синтеза АТФ?

8. Какое место занимает Thermoplasma в современной микробной экосистеме?

СПЕЦКУРС «ЧАСТНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ. СИСТЕМАТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ»