Termófilo

Un termófilo es un tipo de extremófilo que prospera a temperaturas relativamente altas, entre 41 y 122 °C (106 y 252 °F) . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Muchos termófilos son arqueas , aunque algunos son bacterias y hongos . Se sugiere que las bacterias termófilas se encuentran entre las bacterias más antiguas. ^{[ 3 ]}  

Los termófilos se encuentran en regiones de la Tierra con actividad geotérmica , como manantiales termales (por ejemplo, los del Parque Nacional de Yellowstone) y fuentes hidrotermales de aguas profundas , así como en materia vegetal en descomposición, como turberas y compost . Pueden vivir a altas temperaturas, mientras que otras bacterias o arqueas se dañarían e incluso morirían si se expusieran a las mismas temperaturas.

Las enzimas de los termófilos funcionan a altas temperaturas. Algunas de estas enzimas se utilizan en biología molecular , por ejemplo la polimerasa Taq utilizada en la PCR . ^{[ 4 ]} "Termófilo" deriva del griego : θέρμη , romanizado :  thérmē "calor", y del griego : φιλία , romanizado :  philía "amor".

Los estudios comparativos sugieren que la diversidad de termófilos está impulsada principalmente por el pH, no por la temperatura. ^{[ 5 ]}

Los termófilos se pueden clasificar de varias maneras. Una clasificación ordena estos organismos según sus temperaturas óptimas de crecimiento: ^{[ 6 ]}

1. Termófilos simples: 50–64 °C (122–147 °F)  
2. Termófilos extremos 65–79 °C (149–174 °F)  
3. Hipertermófilos: 80 °C (176 °F) o más, pero no por debajo de 50 °C (122 °F).    

En una clasificación relacionada, los termófilos se clasifican de la siguiente manera:

1. Los termófilos facultativos (también llamados termófilos moderados) pueden prosperar a altas temperaturas, pero también a temperaturas más bajas (por debajo de 50 °C (122 °F) ), mientras que  
2. Los termófilos obligados (también llamados termófilos extremos) requieren temperaturas tan elevadas para su crecimiento.
3. Los hipertermófilos son termófilos particularmente extremos para los cuales las temperaturas óptimas están por encima de los 80 °C (176 °F) .  

Muchas arqueas hipertermófilas requieren azufre elemental para su crecimiento. Algunas son anaerobias que utilizan el azufre en lugar del oxígeno como aceptor de electrones durante la respiración celular anaeróbica . Otras son litótrofas que oxidan el azufre para producir ácido sulfúrico como fuente de energía, lo que requiere que el microorganismo esté adaptado a un pH muy bajo (es decir, es acidófilo además de termófilo). Estos organismos habitan ambientes cálidos y ricos en azufre, generalmente asociados con el vulcanismo , como aguas termales , géiseres y fumarolas . En estos lugares, especialmente en el Parque Nacional de Yellowstone, se produce una zonación de los microorganismos según sus temperaturas óptimas. Estos organismos suelen tener colores, debido a la presencia de pigmentos fotosintéticos .

Los termófilos pueden distinguirse de los mesófilos a partir de características genómicas. Por ejemplo, los niveles de contenido de GC en las regiones codificantes de algunos genes característicos se identificaron consistentemente como correlacionados con el rango de temperatura cuando el análisis de asociación se aplicó a organismos mesófilos y termófilos, independientemente de su filogenia, requerimiento de oxígeno, salinidad o condiciones de hábitat. ^{[ 7 ]}

Los hongos son el único grupo de organismos del dominio Eukaryota que puede sobrevivir en rangos de temperatura de 50–60  °C. ^{[ 8 ]} Se han reportado hongos termófilos en varios hábitats, la mayoría de ellos pertenecientes al orden fúngico Sordariales . ^{[ 9 ]} Los hongos termófilos tienen un gran potencial biotecnológico debido a su capacidad para producir enzimas termoestables de relevancia industrial, en particular para la degradación de la biomasa vegetal. ^{[ 10 ]}

Sulfolobus solfataricus y Sulfolobus acidocaldarius son arqueas hipertermófilas . Cuando estos organismos se exponen a los agentes dañinos del ADN, como la irradiación UV , la bleomicina o la mitomicina C , se induce la agregación celular específica de la especie. ^{[ 11 ] [ 12 ]} En S. acidocaldarius , la agregación celular inducida por UV media el intercambio de marcadores cromosómicos con alta frecuencia. ^{[ 12 ]} Las tasas de recombinación superan las de los cultivos no inducidos hasta en tres órdenes de magnitud. Frols et al. ^{[ 11 ] [ 13 ]} y Ajon et al. ^{[ 12 ]} (2011) plantearon la hipótesis de que la agregación celular mejora la transferencia de ADN específica de la especie entre células de Sulfolobus para proporcionar una mayor reparación del ADN dañado mediante recombinación homóloga . Van Wolferen et al., al analizar el intercambio de ADN en los hipertermófilos bajo condiciones extremas, señalaron que este intercambio probablemente desempeña un papel en la reparación del ADN mediante recombinación homóloga. Sugirieron que este proceso es crucial en condiciones que dañan el ADN, como las altas temperaturas. También se ha sugerido que la transferencia de ADN en Sulfolobus podría ser una forma primitiva de interacción sexual, similar a los sistemas de transformación bacteriana mejor estudiados,que se asocian con la transferencia de ADN específica de la especie entre células, lo que conduce a la reparación del daño del ADN mediante recombinación homóloga. ^{[ 14 ]}

Thermus aquaticus es históricamente importante. Su descubrimiento impulsó el crecimiento de la temperatura máxima a la que se creía que podía desarrollarse cualquier organismo, ^{[ 15 ]} y su ADN polimerasa termorresistentepermitió desarrollar una forma eficiente de multiplicar el ADN rápidamente sin que la enzima se desnaturalizara, un paso clave en la mejora de las pruebas de PCR. ^{[ 15 ]}

• Mesófilo
• Psicrófilo
• Digestión anaeróbica

• "Thermoprotei  : Termófilo extremo" . Navegador de taxonomía del NCBI .
• ¿Qué tan caliente es demasiado caliente? Expedición al límite de temperatura