Pyrococcus furiosus: differenze tra le versioni

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{{Tassobox

|nome=''Pyrococcus furiosus''

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|immagine=[[File:Pyrococcus furiosus.png|200px]]

|didascalia=Disegno rappresentante una fotografia al microscopio a scansione elettronica deldi ''Pyrococcus furiosus''

<!-- CLASSIFICAZIONE -->

|dominio= [[Prokaryota]]

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[[File:IMPDH in batteri e mammiferi.svg|thumb|Distanza filogenetica dell'enzima [[IMP deidrogenasi]] tra [[procarioti]] ed [[eucarioti]]]]

Il '''''Pyrococcus furiosus''''' <small>Erauso ''et al'', [[1993]]</small> è una specie [[estremofilo|estremofila]] appartenente al [[dominio (biologia)|dominio]] degli [[Archea]] e deve il suo nome al fatto che è in grado di crescere a temperature superiori ai 100&nbsp;°C. Isolato per la prima volta nel 1986 sull'[[isola di Vulcano]], è uno dei pochi organismi esistenti di cui si sia verificato il possesso di enzimi contenenti [[tungsteno]], un elemento estremamente raro nelle molecole biologiche.

Il termine ''Pirococco'' significa letteralmente, in [[Greco antico|greco]], ''palla di fuoco'' a causa della sua forma rotondeggiante e della sua capacità di crescere a temperature molto elevate. Il termine latino ''furiosus'' (furioso, veloce) si riferisce invece alla sua eccezionale velocità di duplicazione.<ref name="GarrettKlenk2008"/>

== Struttura e metabolismo ==

Gli organismi di questa specie sono [[cocco (biologia)|cocciformi]] (con un diametro tra gli 0,8 e i 2&nbsp;µm) e possiedono una serie di [[flagello (biologia)|flagelli]] apicali. Essi sono racchiusi in un cosiddetto "[[S-Layer|Surface Layer]]" che forma uno [[periplasma|spazio periplasmatico]] attorno alla [[membrana citoplasmatica]].<ref name="Horikoshi2011">{{citeCita booklibro|authorautore=Koki Horikoshi|titletitolo=Extremophiles Handbook: ...|url=http://books.google.com/books?id=t_EgsgIY-_AC&pg=PA541|accessdateaccesso=13 Maymaggio 2013|yearanno=2011|publishereditore=Springer|pagine=541–|isbn=978-4-431-53897-4|pages=541–}}</ref>

Questo organismo cresce bene su estratto di [[lievito]], [[maltosio]], [[cellobiosio]] e [[amido]] e su sorgenti proteiche quali [[triptone]], [[peptone]], [[caseina]] ed estratti di carne. Al contrario, la sua crescita è molto rallentata (quasi inesistente) su [[carboidrato|carboidrati]] semplici quali [[glucosio]], [[lattosio]] e [[galattosio]] nonché su [[acido organico|acidi organici]], [[alcoli]]i e [[amminoacido|amminoacidi]] semplici. L'abilità di questo microrganismo di crescere su [[polisaccaride|polisaccaridi]] e non su zuccheri semplici suggerisce che solo questi [[polimero|polimeri]] possano essere importati nella cellula e solo in seguito vengano idrolizzati a glucosio. È possibile infatti che molecole complesse aiutino il pirococco a mantenere una pressione osmotica interna non eccessiva.<ref name="Horikoshi2011"/>

== Ecologia ==

Il ''Pyrococcus furiosus'' è un organismo [[anaerobiosi|anaerobio]] rintracciabile in ambienti molto caldi come nelle vicinanze di [[sorgente termale|sorgenti termali]], dove le temperature raggiungono, e spesso superano, i 90 gradi. Il suo ''optimum'' di temperatura è circa di 100&nbsp;°C (per la precisione vive e si riproduce a 121 °C), mentre è in grado di sopravvivere in un ambito di [[pH]] tra 5 e 9 (con un ''optimum'' di 7). In condizioni di crescita ottimali, questo organismo è in grado di duplicarsi in circa 37 minuti, che è il tempo più breve tra gli Archaea finora conosciuti.<ref name="KatesKushner1993">{{cite book|author1=M. Kates|author2=D.J. Kushner|author3=A.T. Matheson|title=The Biochemistry of Archaea (Archaebacteria)|url=http://books.google.com/books?id=VpQ-oPn327QC&pg=PA162|accessdate=13 May 2013|date=13 December 1993|publisher=Elsevier|isbn=978-0-08-086086-2|pages=162–}}</ref><ref name="www.hanskrause.de">{{Cita web | autore = | titolo = http://www.hanskrause.de/HKHPI/hkhpi_02_04.htm | url = http://www.hanskrause.de/HKHPI/hkhpi_02_04.htm | editore = | data = | accesso = 14-05-2013 }}</ref>

Il ''Pyrococcus furiosus'' è un organismo [[anaerobiosi|anaerobio]] rintracciabile in ambienti molto caldi come nelle vicinanze di [[sorgente termale|sorgenti termali]] ricche di [[zolfo]], dove le temperature raggiungono, e spesso superano, i 90 gradi; ambiente molto diffuso circa 3 miliardi di anni fa, quando si pensa sia nato.<ref name="urlDLC-ME | The Microbe Zoo | Space Adventure | Space Adventure | Martian Baacillus?">{{Cita web | url = http://commtechlab.msu.edu/sites/dlc-me/zoo/microbes/pyrococcus.html | titolo = DLC-ME &#124; The Microbe Zoo &#124; Space Adventure &#124; Space Adventure &#124; Martian Baacillus? | autore = | data = | accesso = }}</ref>

Il ''Pyrococcus furiosus'' è un organismo [[anaerobiosi|anaerobio]] rintracciabile in ambienti molto caldi come nelle vicinanze di [[sorgente termale|sorgenti termali]], dove le temperature raggiungono, e spesso superano, i 90 gradi. Il suo ''optimum'' di temperatura è circa di 100&nbsp;°C (per la precisione vive e si riproduce a 121 &nbsp;°C), mentre è in grado di sopravvivere in un ambito di [[pH]] tra 5 e 9 (con un ''optimum'' di 7). In condizioni di crescita ottimali, questo organismo è in grado di duplicarsi in circa 37 minuti, che è il tempo più breve tra gli Archaea finora conosciuti.<ref name="KatesKushner1993">{{citeCita booklibro|author1autore=M. Kates|author2autore2=D.J. Kushner|author3autore3=A.T. Matheson|titletitolo=The Biochemistry of Archaea (Archaebacteria)|url=http://books.google.com/books?id=VpQ-oPn327QC&pg=PA162|accessdateaccesso=13 Maymaggio 2013|datedata=13 Decemberdicembre 1993|publishereditore=Elsevier|pagine=162–|isbn=978-0-08-086086-2|pages=162–}}</ref><ref name="www.hanskrause.de">{{Cita web | autore = | titolo = http://www.hanskrause.de/HKHPI/hkhpi_02_04.htm | url = http://www.hanskrause.de/HKHPI/hkhpi_02_04.htm | editore = | data = | accesso =14 maggio 14-05-2013 }}</ref>

== Scoperta ==

Il ''Pyrococcus furiosus'' fu isolato per la prima volta nel 1986 tra i [[sedimento|sedimenti]] nei pressi di sorgenti [[geotermia|geotermiche]] nei pressi della spiaggia di ''Porto Levante'' nell'isola di [[Isola Vulcano|Vulcano]].<ref>{{Cita web | autore = | titolo = Biokingdoms - Kingdom- Archaebacteria | url = http://biokingdoms.wikispaces.com/Kingdom-+Archaebacteria| data =| editoreaccesso =14 maggio 2013| dataurlmorto =sì| urlarchivio =https://web.archive.org/web/20130622000025/http://biokingdoms.wikispaces.com/Kingdom-+Archaebacteria| accessodataarchivio =22 giugno 14-05-2013 }}</ref> Fu descritto per la prima volta da Karl Stetter, scienziato dell'università di [[Ratisbona]] in [[Germania]].<ref name="GarrettKlenk2008">{{citeCita booklibro|author1autore=Roger A. Garrett|author2autore2=Hans-Peter Klenk|titletitolo=Archaea: Evolution, Physiology, and Molecular Biology|url=http://books.google.com/books?id=fLwkjdKfU-kC&pg=PA239|accessdateaccesso=13 Maymaggio 2013|datedata=12 Maymaggio 2008|publishereditore=John Wiley & Sons|pagine=239–|isbn=978-1-4051-7148-9|pages=239–}}</ref><ref name="web.mst.edu">{{Cita web | autore = | titolo = http://web.mst.edu/~microbio/BIO221_2010/P_furiosus.html | url = http://web.mst.edu/~microbio/BIO221_2010/P_furiosus.html| data = | editoreaccesso = 13 maggio 2013| dataurlarchivio = https://web.archive.org/web/20130504123426/http://web.mst.edu/~microbio/BIO221_2010/P_furiosus.html| accessodataarchivio = 13-05-4 maggio 2013| urlmorto = sì}}</ref>

== Proprietà ==

Il ''P. furiosus'' riesce a mantenere l'integrità del suo [[cromosoma]] con temperature al di sopra dei 100&nbsp;°C con un accumulo molto più basso di rotture del [[DNA]] come invece avverrebbe normalmente. La sua costituzione lo rende anche resistente a [[radiazioni ionizzanti]], rendendolo capace di resistere a dosi fino a 1,5 kGy.<ref name="GarrettKlenk2008"/><ref>{{Cita web | autore = | titolo = Biology6Kingdoms - Pyrococcus furiosus | url = http://biology6kingdoms.wikispaces.com/Pyrococcus+furiosus| data =| editoreaccesso =13 maggio 2013| dataurlmorto =sì| urlarchivio =https://web.archive.org/web/20130621220654/http://biology6kingdoms.wikispaces.com/Pyrococcus+furiosus| accessodataarchivio =21 giugno 13-05-2013 }}</ref>

Poiché tale organismo è adattato a vivere in queste condizioni proibitive, esso possiede una serie di [[enzima|enzimi]] termostabili perchèperché ricchi dell'[[aminoacido]] [[cisteina]] e di [[ponte disolfuro|ponti disolfuro]].<ref name="Wong">{{citeCita booklibro|authorautore=Eric V. Wong|titletitolo=Cells: Molecules and Mechanisms|url=http://books.google.com/books?id=09CJORzpF7MC&pg=PA19|accessdateaccesso=14 Maymaggio 2013|publishereditore=Axolotl Academic Publishing|pagine=19–|isbn=978-0-9852261-1-4|pages=19–}}</ref>

Per questa ragione una forma adattata della sua [[DNA polimerasi]], nota come '''Pfu polimerasi''' viene spesso utilizzata nella [[reazione a catena della polimerasi]].<ref name="Yuan-2013">{{Cita pubblicazione | cognome = Yuan | nome = H. | coauthors coautori= XP. Liu; Z. Han; T. Allers; JL. Hou; JH. Liu | titolo = RecJ-like protein from Pyrococcus furiosus has 3'-5' exonuclease activity on RNA: implications for proofreading of 3'-mismatched RNA primers in DNA replication. | rivista = Nucleic Acids Res | volume = | numero = | pagine = | mese = Apr aprile| anno = 2013 | doi = 10.1093/nar/gkt275 | idpmid = PMID 23605041 }}</ref>

Il [[genoma]] del ''P. furiosus'', lungo circa 1908256 basi, è stato completamente sequenziato (completato nel [[2001]]) presso l'Istituto Biotecnologico dell'Università del [[Maryland]]. Gli scienziati del team hanno calcolato che tale [[DNA]] codifica all'incirca per 2065 [[proteina|proteine]] <ref>[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=genomeprj&cmd=Retrieve&dopt=Overview&list_uids=287 Pyrococcus furiosus DSM 3638 (ID 287) - BioProject - NCBI<!-- Titolo generato automaticamente -->]</ref> tra cui molti enzimi coinvolti nel ciclo metabolico di tali organismi, il che li rende in grado di sopravvivere in una serie di condizioni ambientali diverse poiché riescono a trasportare e soprattutto a metabolizzare molti [[composto organico|composti organici]] diversi.<ref name="Yuan-2013"/>

Ricercatori della [[University of Georgia]], negli [[Stati Uniti d'America|Stati Uniti]], hanno pubblicato una ricerca<ref name="news.uga.edu">{{Cita web | autore = | titolo = UGA discovery may allow scientists to make fuel from CO2 in the atmosphere | UGA Today | url = http://news.uga.edu/releases/article/uga-discovery-may-allow-scientists-to-make-fuel-from-co2-in-the-atmosp/ | editore = | data = | accesso = 14-05- maggio 2013 }}</ref> che prevede l'utilizzo del batterioArchea, in una forma [[mutazione|mutata]] per produrre carburante partendo dalladall'[[anidride CO2carbonica]] atmosferica.<ref name="www.repubblica.it">{{Cita web | autore = | titolo = Carburante dall'anidride carbonica? S&igrave;Sì pu&ograve;può. Grazie ad un microrganismo - Repubblica.it | url = http://www.repubblica.it/scienze/2013/04/02/news/combustibile_da_co2_grazie_ad_un_microrganismo-55806498/ | editore = | data = | accesso =14 maggio 14-05-2013 }}</ref><ref>{{Cita web | autore = | titolo = Pyrococcus furiosus: il microrganismo che trasforma la CO2 in carburante. Funzionerà? | 5 MINUTI PER L&#039;AMBIENTE | url = httphttps://5minutiperlambiente.wordpress.com/2013/04/13/pyrococcus-furiosus-il-microrganismo-che-trasforma-la-co2-in-carburante-funzionera/ | editore = | data = | accesso = 14-05- maggio 2013 }}</ref> Il vantaggio e novità della ricerca è rappresentato dall'utilizzo di questo Archea [[estremofilo|batterio estremofilo]] che è in grado di sopportare facilmente le temperature di esercizio dei processi industriali a differenza dei lieviti e altri batteri fin qui studiati.<ref name="www.ansa.it">{{Cita web | autore = | titolo = Batteri 'estremi' candidati a fabbriche di biocarburanti - Energia - Scienza&#38;Tecnica - ANSA.it | url = http://www.ansa.it/scienza/notizie/rubriche/energia/2012/04/18/Batteri-estremi-candidati-fabbriche-biocarburanti_6735428.html | editoredata = | accesso=14 maggio 2013 }}</ref> Inoltre, una ricerca dell'Università di [[Wageningen]] ha riscontrato la capacità del batterio di produrre il [[2-pentanolo]], un importante [[biocombustibile]] che rappresenta un'alternativa al [[petrolio]], usato anche come [[solvente]] per i rivestimenti di [[CD]] e [[DVD]].<ref>{{Cita web | autore = | titolo = CORDIS: Mercato della Tecnologia: Offerte | url = http://cordis.europa.eu/fetch?CALLER=PRINT_OFFR_IT&SESSION=&ACTION=D&RCN=3515 | data = | accesso = 14-05- maggio 2013 | urlmorto = sì }}</ref>

Inoltre, una ricerca dell'Università di [[Wageningen]] hanno riscontrato la capacita del batterio di produrre il [[2-pentanolo]] un importante [[biocombustibile]] che rappresenta un'alternativa al [[petrolio]], usato, anche, come [[solvente]] per i rivestimenti di [[CD]] e [[DVD]].<ref>{{Cita web | autore = | titolo = CORDIS: Mercato della Tecnologia: Offerte | url = http://cordis.europa.eu/fetch?CALLER=PRINT_OFFR_IT&SESSION=&ACTION=D&RCN=3515 | editore = | data = | accesso = 14-05-2013 }}</ref>

== Note ==

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| anno = 1986

| titolo = ''Pyrococcus furiosus'' sp. nov. represents a novel genus of marine heterotrophic archaebacteria growing optimally at 100&nbsp;°C

| url = https://archive.org/details/sim_archives-of-microbiology_1986-06_145_1/page/56

| rivista = Archives of Microbiology

| volume = 145

| paginepp = 56–6156-61

}}

* {{Cita pubblicazione

Riga 90 ⟶ 93:

| rivista = Methods in Enzymology

| volume = 330

| paginepp = 134–57 [httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=11210495 ]

}}

*{{citeCita booklibro|authorautore=BenthamGerard ScienceJ. PublishersTortota|titleautore2=CurrentBerdell MedicinalR. ChemistryFunke|autore3=Christine L. Case|titolo=Elementi di microbiologia|url=http://books.google.com/books?id=Q8UD71J4SGcCg4i-LFx2oMIC&pg=PA538PA151|accessdateanno=2008|dateeditore=July 1999Pearson|publisherpagine=Bentham Science Publishers151–|pagesisbn=538–978-88-7192-433-5}}

*{{citeCita booklibro|titleautore=IssuesBentham inScience GeneticPublishers|titolo=Current Medicine:Medicinal 2011 EditionChemistry|url=http://books.google.com/books?id=eS35xAa41skCQ8UD71J4SGcC&pg=PA644PA538|accessdatedata=luglio 1999|dateeditore=4Bentham JanuaryScience 2012|publisher=ScholarlyEditions|isbn=978-1-4649-6379-7Publishers|pagespagine=644–538–}}

*{{citeCita booklibro|authortitolo=OskarIssues Zaborsky|title=BioHydrogenin Genetic Medicine: 2011 Edition|url=http://books.google.com/books?id=GQ77yT_qt0ECeS35xAa41skC&pg=PA72PA644|accessdatedata=4 gennaio 2012|yeareditore=1998ScholarlyEditions|publisherpagine=Springer644–|isbn=978-01-3064649-460576379-9|pages=72–7}}

*{{citeCita booklibro|titleautore=IssuesOskar in Biochemistry and Geochemistry: 2011 EditionZaborsky|titolo=BioHydrogen|url=http://books.google.com/books?id=mG3Qn4gB8AcCGQ77yT_qt0EC&pg=PT1231PA72|accessdateanno=14 May 20131998|dateeditore=4 January 2012Springer|publisherpagine=ScholarlyEditions72–|isbn=978-10-4649306-638846057-9|pages=1231–}}

*{{citeCita booklibro|author1autore=YvesKenneth leH. GalNealson|author2titolo=ArnaudBiological Muller-Feuga|title=MarineContamination microorganisms forof industryMars: [proceedingsIssues of the meeting held in Brest, France, 17-19 of Septemberand 1997]Recommendations|url=http://books.google.com/books?id=9CnPuCmk0gkCYj4rAAAAYAAJ&pg=PA179PA40|accessdateanno=1992|yeareditore=1997National Academies|publisherpagine=Editions Quae40–|isbn=978-2-905434-94-4|pages=179–}}

*{{citeCita booklibro|authortitolo=NationalIssues Academyin of Sciences|title=SystematicsBiochemistry and the Origin of SpeciesGeochemistry: On Ernst Mayr's 100th2011 AnniversaryEdition|url=http://books.google.com/books?id=i1YE7_JlUDgCmG3Qn4gB8AcC&pg=PA272PT1231|accessdateaccesso=|date=2814 Septembermaggio 20052013|publisherdata=National4 Academiesgennaio Press2012|editore=ScholarlyEditions|pagine=1231–|isbn=978-01-3094649-165106388-5|pages=272–9}}

*{{Cita libro|autore=Yves le Gal|autore2=Arnaud Muller-Feuga|titolo=Marine microorganisms for industry: [proceedings of the meeting held in Brest, France, 17-19 of September 1997]|url=http://books.google.com/books?id=9CnPuCmk0gkC&pg=PA179|anno=1997|editore=Editions Quae|pagine=179–|isbn=978-2-905434-94-4}}

*{{Cita libro|autore=National Academy of Sciences|titolo=Systematics and the Origin of Species: On Ernst Mayr's 100th Anniversary|url=http://books.google.com/books?id=i1YE7_JlUDgC&pg=PA272|data=28 settembre 2005|editore=National Academies Press|pagine=272–|isbn=978-0-309-16510-5}}

== Voci correlate ==

* [[Archeobatteri]]

* [[Crenarchaeota]]

* [[Euryarchaeota]]

* [[Korarchaeota]]

* [[Estremofilo]]

* [[acidofili]]

* [[alofili]]

* [[basofili]]

* [[Organismo ipertermofilo]]

* [[Organismo piezofilo]]

* [[termofili]]

* [[Polimerasi]]

* [[Taq polimerasi]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto}}

== Collegamenti esterni ==

*{{Cita web | url = http://www.genome.jp/kegg-bin/show_organism?org=pfu | titolo = KEGG GENOME: Pyrococcus furiosus DSM 3638 | autore = | data = | lingua = en| accesso = }}

*{{Cita web | url = https://www.ebi.ac.uk/2can/genomes/archaea/Pyrococcus_furiosus.html | titolo = Pyrococcus furiosus &#124; Archaea &#124; Karyn's Genomes &#124; 2can Support Portal &#124; EBI | autore = | data = | lingua = en| accesso = }}

*{{Cita web | url = http://www.lgcstandards-atcc.org/products/all/43587.aspx?geo_country=it | titolo = Pyrococcus furiosus Fiala and Stetter ATCC 43587 | autore = | data = | lingua = en| accesso = }}

*{{Cita web | url = http://microbes.ucsc.edu/cgi-bin/hgGateway?db=pyrFur2 | titolo = Pyrococcus furiosus (Pyrococcus furiosus DSM 3638) Genome Browser Gateway | autore = | data = | lingua = en| accesso = }}

*{{Cita web | url = http://www.metacyc.org/META/NEW-IMAGE?type=ORGANISM&object=TAX-2261 | titolo = MetaCyc Pyrococcus furiosus | autore = | data = | lingua = en| accesso = }}

{{Portale|microbiologia}}