Thermotoga maritima
தெர்மோடோக மாரிடிமா என்பது ஒரு ஹைப்பர்தெர்மோபிலிக், காற்றில்லா உயிரினமாகும், இது தெர்மோடோகேல்ஸ் வரிசையில் உறுப்பினராக உள்ளது. டி. மாரிடிமா ஹைட்ரஜனை (தூய்மையான ஆற்றல்) உற்பத்தி செய்யும் திறனுக்காக நன்கு அறியப்பட்டதாகும், மேலும் இது மட்டுமே புளிக்கவைக்கும் பாக்டீரியமாகும், இது தாவர் வரம்பை (> 4 mol H2/mol குளுக்கோஸ்) விட ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்வதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. இது பல்வேறு வகையான கார்போஹைட்ரேட்டுகளை புளிக்கவைப்பதன் மூலம் ஹைட்ரஜன் வாயுவை (H2) உற்பத்தி செய்ய [FeFe]-ஹைட்ரஜனேஸ்களைப் பயன்படுத்துகிறது. இத்தாலியின் வல்கானோவுக்கு அருகிலுள்ள ஒரு கடல் புவி வெப்பப் பகுதியின் வண்டலில் முதன்முதலில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட தெர்மோடாகா மாரிடிமா, சூடான நீரூற்றுகளிலும் நீர் வெப்ப துளைகளிலும் வாழ்கிறது. இந்த உயிரினத்திற்கு உகந்த சூழல் நீர் வெப்பநிலையாகும், இருப்பினும் இது நீரில் வளரும் திறன் கொண்டது. இந்த உயர் வெப்பநிலையில் வளரும் ஒரே பாக்டீரியா தெர்மோடாகா மாரிடிமா ஆகும்; இந்த தீவிரமான சூழலில் வாழும் மற்ற உயிரினங்கள் மட்டுமே ஆர்க்கியா களத்தின் உறுப்பினர்கள். டி. மாரிடிமாவின் ஹைப்பர்தெர்மோபிலிக் திறன்கள், அதன் ஆழமான பரம்பரையுடன் சேர்ந்து, இது மிகவும் பழமையான உயிரினம் என்று கூறுகிறது. உடல் பண்புக்கூறுகள் தெர்மோடோக மாரிடிமா ஒரு உட்செலுத்தாத, தடி வடிவ, கிராம்-எதிர்மறை பாக்டீரியா ஆகும். ஒரு நுண்ணோக்கியின் கீழ் பார்க்கும்போது, இது ஒரு தொகா போன்ற உறையில் மூடப்பட்டிருப்பதைக் காணலாம், எனவே அதன் பெயரில் "தொகா" என்று அழைக்கப்படுகிறது. வளர்சிதை மாற்றம் ஒரு காற்றில்லா நொதித்தல் வேதியியல் உயிரினமாக, டி. மாரிடிமா சர்க்கரைகள் மற்றும் பாலிமர்களை வினையூக்குகிறது மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) மற்றும் ஹைட்ரஜன் (H2) வாயுவை நொதித்தலின் துணை தயாரிப்புகளாக உற்பத்தி செய்கிறது. டி. மாரிடிமா செல்லுலோஸ் மற்றும் சைலானை வளர்சிதை மாற்றும் திறன் கொண்டது, இது H2 ஐ உற்பத்தி செய்கிறது, இது புதைபடிவ எரிபொருள்களுக்கு மாற்று ஆற்றல் ஆதாரமாக பயன்படுத்தப்படலாம். கூடுதலாக, இந்த வகை பாக்டீரியாக்கள் காற்றில்லா சுவாசத்தைப் பயன்படுத்தி ஆற்றலை உற்பத்தி செய்ய Fe (III) ஐக் குறைக்க முடியும். பல்வேறு ஃபிளாவோபிரோடைன்கள் மற்றும் இரும்பு-சல்பர் புரதங்கள் செல்லுலார் சுவாசத்தின் போது பயன்படுத்தக்கூடிய எலக்ட்ரான் கேரியர்களாக அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளன. இருப்பினும், இறுதி எலக்ட்ரான் ஏற்பியாக கந்தகத்துடன் வளரும் போது, ஏடிபி உற்பத்தி செய்யப்படுவதில்லை. அதற்கு பதிலாக, இந்த செயல்முறை புளிக்கவைக்கும் வளர்ச்சியிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் தடுப்பு H2 ஐ நீக்குகிறது. ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த பண்புக்கூறுகள் டி. மாரிடிமா வளமானதாகவும், அதன் வாழ்க்கை செயல்முறைகளை மேற்கொள்வதற்காக பல பொருட்களை வளர்சிதை மாற்றும் திறன் கொண்டதாகவும் மாறிவிட்டது என்பதைக் குறிக்கிறது. டி. மாரிடிமா எரிசக்தியிலிருந்து தூய்மையான ஆற்றல் (பயோஹைட்ரஜன்) உலகின் வளர்ந்து வரும் தேவையாகும், மேலும் இது அடுத்த 20 ஆண்டுகளில் வளரும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. பல்வேறு எரிசக்தி ஆதாரங்களில், ஹைட்ரஜன் ஒரு யூனிட் எடைக்கு அதிக ஆற்றல் உள்ளடக்கம் காரணமாக சிறந்த ஆற்றல் கேரியராக செயல்படுகிறது. டி. மாரிடிமா என்பது நொதித்தல் பாக்டீரியாவில் ஒன்றாகும், இது ஹைட்ரஜனை வெப்ப இயக்கவியல் வரம்பை (4 mol H2/mol குளுக்கோஸ்) அணுகும் அளவிற்கு உற்பத்தி செய்கிறது. இருப்பினும், மற்ற புளிக்கவைக்கும் பாக்டீரியாவைப் போலவே, இந்த பாக்டீரியத்தில் உள்ள ஹைட்ரஜன் விளைச்சல் 4 mol H2/குளுக்கோஸ் (தாயூர் வரம்பு) க்கு அப்பால் செல்லாது, ஏனெனில் அதன் உள்ளார்ந்த இயல்பு H2 ஐ உற்பத்தி செய்வதை விட அதன் சொந்த உயிரணு பிரிப்புக்கு விரைவாக வளர அதிக ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த காரணங்களால் புளிக்கவைக்கும் பாக்டீரியாக்கள் வணிக அளவில் அதிக அளவு ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்வதாக கருதப்படவில்லை. சர்க்கரையை H2 ஆக மாற்றுவதை மேம்படுத்துவதன் மூலம் இந்த வரம்பை கடப்பது, புதைபடிவ எரிபொருள் அடிப்படையிலான H2 உற்பத்தியை முறியடிக்கும் ஒரு சிறந்த H2 உற்பத்தி உயிரியல் அமைப்புக்கு வழிவகுக்கும். இந்த பாக்டீரியத்தில் உள்ள வளர்சிதை மாற்ற பொறியியல் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியின் தாவர் வரம்பை மீறிய டி. மாரிடிமாவின் விகாரங்களின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது. Tma200 என்றும் அழைக்கப்படும் விகாரங்களில் ஒன்று, 5,77 mol H2/mol குளுக்கோஸை உற்பத்தி செய்தது, இது ஒரு புளிக்கவைக்கும் பாக்டீரியத்தில் இதுவரை பதிவான மிக உயர்ந்த விளைச்சலாகும். இந்த திரிபு, ஆற்றல் மறுவிநியோகம் மற்றும் பென்டோஸ் பாஸ்பேட் பாதை (பிபிபி) வழியாக வளர்சிதை மாற்ற மாற்று ஹைட்ரஜன் தொகுப்பிலிருந்து வளர்ச்சியை இணைக்காத அதே நேரத்தில் அதிகப்படியான குறைப்புகளை உருவாக்கியது. அதிக ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி செய்யும் பாக்டீரியத்தில் அடையப்பட்ட தயாரிப்பு விளைச்சலை அதிகரிப்பதற்கான ஒரு சாத்தியமான உத்தியாக தயாரிப்பு உருவாக்கத்திலிருந்து வளர்ச்சியை இணைப்பது பார்க்கப்படுகிறது. பிற ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி செய்யும் பாக்டீரியங்களுக்கும் தயாரிப்பு விளைச்சலை அதிகரிக்க இதே போன்ற உத்திகள் பின்பற்றப்படலாம். ஹைட்ரஜனேஸ் செயல்பாடு ஹைட்ரஜனேஸ்கள் என்பது உலோக நொதிகள் ஆகும், அவை தலைகீழ் ஹைட்ரஜன் மாற்று எதிர்வினையை ஊக்குவிக்கின்றனஃ H2′2H + + 2e−. தெர்மோடாகா மாரிடிமாவிலிருந்து (டிஎம்ஐடிஎஸ்) ஒரு குழு சி [ஃபெஃப்]-ஹைட்ரஜனேஸ் மிதமான ஹைட்ரஜன் மாற்ற செயல்பாட்டைக் காட்டியுள்ளது மற்றும் குழு ஏ முன்மாதிரி மற்றும் பிளவுபடுத்தும் [ஃபெஃப்]-ஹைட்ரஜனேஸ்களுடன் ஒப்பிடுகையில் நொதியின் தடுப்பான சிஓ-க்கு உணர்திறனைக் குறைத்துள்ளது. TmHydS ஒரு ஹைட்ரஜனேஸ் களத்தைக் கொண்டுள்ளது, செயலில் உள்ள தள பாக்கெட்டில் தனித்துவமான அமினோ அமில மாற்றங்களுடன், ஒரு பெர்-ஆர்ன்ட்-சிம் (PAS) களத்தின் இருப்பு உட்பட. மரபணு கலவை டி. மாரிடிமாவின் மரபணு 1877 புரதங்களுக்கான ஒற்றை வட்ட 1.8 மெகாபேஸ் குரோமோசோம் குறியீட்டைக் கொண்டுள்ளது. அதன் மரபணுவிற்குள் பல வெப்ப மற்றும் குளிர் அதிர்ச்சி புரதங்கள் உள்ளன, அவை பெரும்பாலும் வளர்சிதை மாற்ற ஒழுங்குமுறை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் வெப்பநிலை மாற்றங்களுக்கு பதிலளிப்பதில் ஈடுபட்டுள்ளன. இது அதன் மரபணுவில் 24 சதவீதத்தை ஆர்க்கியாவின் உறுப்பினர்களுடன் பகிர்ந்து கொள்கிறது; எந்தவொரு பாக்டீரியாவிலும் மிக உயர்ந்த சதவீதம் ஒன்றுடன் ஒன்று. இந்த ஒற்றுமை ஆர்க்கியாவிற்கும் டி. மாரிடிமாவின் மூதாதையர்களுக்கும் இடையிலான கிடைமட்ட மரபணு பரிமாற்றத்தைக் குறிக்கிறது, மேலும் டி. மாரிடிமா ஏன் இத்தகைய தீவிர வெப்பநிலை மற்றும் நிலைமைகளில் உயிர்வாழும் திறன் கொண்டது என்பதை விளக்க உதவும். டி. மாரிடிமாவின் மரபணு பல முறை வரிசைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. டி. மாரிடிமா எம்எஸ்பி8 ஜெனோமோவர் டிஎஸ்எம்3109 இன் மரபணு மறுசீரமைப்பு முந்தைய வரிசைப்படுத்தப்பட்ட மரபணு டி. மாரிடிமாவின் வளர்ந்த ஆய்வக மாறுபாடு என்று தீர்மானித்தது, இது தோராயமாக 8-கேபி நீக்குதலுடன் இருந்தது. மேலும், பல்வேறு வகையான நகல் மரபணுக்கள் மற்றும் அதன் மரபணுவில் நேரடி மீள்நிகழ்வுகள் மரபணுக்களை நீக்குவதற்கு வழிவகுக்கும் உள் மூலக்கூறு ஒத்த மறுசீரமைப்பில் அவற்றின் பங்கைக் குறிக்கின்றன. டி. மாரிடிமாவில் உள்ள சோதனை நுண்ணுயிர் பரிணாமத்தைப் பயன்படுத்தி 10-கேபி மரபணு நீக்கத்துடன் ஒரு திரிபு உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. தெர்மோடோக மாரிடிமா தெர்மோடோக மாரிடிமாவின் மரபணு அமைப்பு ஹைட்ரஜன் தொகுப்பில் பெரும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது, ஏனெனில் இது பல்வேறு வகையான சர்க்கரைகளை புளிக்கவைக்க முடியும் மற்றும் அதிக அளவு H2 (4 mol H2/mol குளுக்கோஸ்) உற்பத்தி செய்வதாக தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது. கடந்த 30 ஆண்டுகளாக ஒரு மரபணு அமைப்பு இல்லாததால், பெரும்பாலான ஆய்வுகள் ஈ. கோலியில் உள்ள பன்முக மரபணு வெளிப்பாட்டை மையமாகக் கொண்டுள்ளன அல்லது டி. மாரிடிமாவின் மரபணு நாக்அவுட் பிறழ்வு கிடைக்காததால் மாதிரிகளை முன்னறிவிக்கின்றன. டி. மாரிடிமாவுக்கு ஒரு மரபணு அமைப்பை உருவாக்குவது ஒரு சவாலான பணியாகும், ஏனெனில் முதன்மையாக பொருத்தமான வெப்ப-நிலையான தேர்ந்தெடுக்கக்கூடிய மார்க்கர் இல்லாததால். சமீபத்தில், பிரிமிடின் உயிரியக்கவியல் அடிப்படையிலான மிகவும் நம்பகமான மரபணு அமைப்பு டி. மாரிடிமாவில் நிறுவப்பட்டுள்ளது. இந்த புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட மரபணு அமைப்பு 5-ஃப்ளோரோரோடிக் அமிலம் (5-FOA) எனப்படும் பைரிமிடின் உயிரியக்கவியல் தடுப்பு மருந்தின் மீது டி. மாரிடிமாவை பயிரிட்ட பிறகு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட ஒரு பைர்இ-பிறழ்வை நம்பியுள்ளது. பைர்இ-பிறழ்வு என்பது யூராசிலுக்கான ஆக்ஸோட்ரோபிக் பிறழ்வு ஆகும். டி. மாரிடிமாவின் தொலைதூர தொடர்புடைய இனத்தைச் சேர்ந்த பைர்இ, டி. மாரிடிமாவின் பைர்இ-பிறழ்வின் யூராசில் ஆக்ஸோட்ரோபியை மீட்டது மற்றும் பொருத்தமான குறிப்பானாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. முதல் முறையாக, இந்த குறிப்பானின் பயன்பாடு டி. மாரிடிமாவின் அராபினோஸ் (ஆராஏ) பிறழ்வை உருவாக்க அனுமதித்தது. இந்த பிறழ்வு ஹைட்ரஜன் தொகுப்பில் டி. மாரிடிமாவின் பெண்டோஸ் பாஸ்பேட் பாதையின் பங்கை ஆராய்ந்தது. டி. மாரிடிமாவின் மரபணு நேரடியான மறுபயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை இணையாக வளர்ந்துள்ளன. மரபணு அமைப்பு இல்லாததால் இந்த இணைப்புகளின் உண்மையான செயல்பாடு தெரியவில்லை. டி. மாரிடிமாவில் சமீபத்தில் உருவாக்கப்பட்ட மரபணு அமைப்பு மால்டோஸ் டிரான்ஸ்போர்ட்டரின் ஏடிபிஎஸ் புரதத்தின் (மால்கே) செயல்பாட்டை தீர்மானிக்க மிகவும் பயனுள்ளதாக உள்ளது, இது பல நகல் (மூன்று பிரதிகள்) பாணியில் உள்ளது. மூன்று புட்டேடிவ் ATPase குறியாக்க துணை அலகு (மால்கே) மற்றும் பினோட்டைப் ஆகியவற்றின் மரபணு இடையூறுகள் மூன்று பிரதிகளில் ஒன்று மட்டுமே மால்டோஸ் டிரான்ஸ்போர்ட்டரின் ATPase செயல்பாடாக செயல்படுகிறது என்று முடிவு செய்துள்ளன. டி. மாரிடிமா பல மரபணுக்களின் பல இணைப்புகளைக் கொண்டுள்ளது என்பதை அறிவது சுவாரஸ்யமானது, மேலும் இந்த மரபணுக்களின் உண்மையான செயல்பாடு இப்போது சமீபத்தில் உருவாக்கப்பட்ட அமைப்பின் பயன்பாட்டைப் பொறுத்தது. டி. மாரிடிமாவில் புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட மரபணு அமைப்பு ஹைப்பர்தெர்மோபிலிக் பாக்டீரியா மரபணு வெளிப்பாடு ஆய்வுகளுக்கு டி. மாரிடிமாவை ஒரு புரவலனாக மாற்றுவதற்கான பெரும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. இந்த மாதிரி உயிரினத்தில் புரத வெளிப்பாடு எந்த சிகிச்சையும் இல்லாமல் முழு செயல்பாட்டு புரதத்தை ஒருங்கிணைக்க உறுதியளிக்கிறது. பரிணாமம் தெர்மோடோக மாரிடிமாவில் பல திறன் மரபணுக்களின் ஒத்த கருத்துக்கள் உள்ளன, இது வெளிப்புற மரபணு பொருளை உள்வாங்கும் ஒரு உள்ளார்ந்த அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது என்று கூறுகிறது, இது இந்த பாக்டீரியத்திற்கும் இலவச டி. என். ஏவுக்கும் இடையிலான மரபணு பரிமாற்றத்தை எளிதாக்குகிறது. அதன் ரைபோசோமல் ஆர்என்ஏவின் சிறிய துணை பிரிவின் பைலோஜெனெடிக் பகுப்பாய்வின் அடிப்படையில், இது பாக்டீரியாவின் ஆழமான வம்சாவளிகளில் ஒன்றாக அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது. மேலும், அதன் கொழுப்புகள் மற்ற அனைத்து பாக்டீரியாவிலிருந்தும் வேறுபடும் ஒரு தனித்துவமான கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளன. குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் தெர்மோடோக மாரிடிமா மரபணு தெர்மோடோக மாரிடிமாவின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட மரபணு பேக்டைவில் தெர்மோடோக மாரிடிமாவின் வகை திரிபு-பாக்டீரியா பன்முகத்தன்மை மெட்டாடாபேஸ் தெர்மோடகோட்டா உயிரினங்கள் ஹைட்ரோதெர்மல் வென்ட்களில் வாழ்கின்றன பாக்டீரியா 1986 இல் விவரிக்கப்பட்டது