Los termófilos producen algunos de los colores brillantes de la Gran Primavera Prismática, Parque Nacional Yellowstone

Un termófilo es un organismo, un tipo de extremófilo, que prospera a temperaturas relativamente altas, entre 41 y 122 °C (106 y 252 °F). Muchos termófilos son arqueas, aunque pueden ser bacterias u hongos. Se sugiere que las eubacterias termófilas estuvieron entre las primeras bacterias.

Los termófilos se encuentran en varias regiones de la Tierra calentadas geotérmicamente, como fuentes termales como las del Parque Nacional de Yellowstone (ver imagen) y respiraderos hidrotermales de aguas profundas, así como materia vegetal en descomposición, como turberas y compost.

Los termófilos pueden sobrevivir a altas temperaturas, mientras que otras bacterias o arqueas se dañarían y, a veces, morirían si se exponen 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 Taq polimerasa utilizada en PCR. "Termófila" se deriva del griego: θερμότητα (thermotita), que significa calor, y del griego: φίλια (filia), amor.

Clasificación

Los termófilos se pueden clasificar de varias formas. Una clasificación ordena estos organismos según sus temperaturas óptimas de crecimiento:

1. Termófilos simples: 50–64 °C (122-147.2 °F)
2. Termófilos extremos 65–79 °C (149-174.2 °F)
3. Hyperthermophiles 80 °C y más allá, pero no se realizó 50 °C. (176+ °F)

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

1. Los termófilos Facultativos (también llamados termófilos moderados) pueden prosperar a altas temperaturas, pero también a bajas temperaturas (menos 50 °C (122 °F)), mientras que
2. Los termófilos obligados (también llamados termófilos extremos) requieren tales altas temperaturas para el crecimiento.
3. Los hipertermofílicos son termófilos particularmente extremos para los cuales las temperaturas óptimas son superiores a 80 °C (176 °F).

Una colonia de termófilos en la salida de Mickey Hot Springs, Oregon, la temperatura del agua es de aproximadamente 60 °C (140 °F).

Muchas de las arqueas hipertermófilas requieren azufre elemental para crecer. Algunos son anaerobios que utilizan el azufre en lugar del oxígeno como aceptor de electrones durante la respiración celular (anaeróbicos). Algunos son litótrofos que oxidan el azufre para crear ácido sulfúrico como fuente de energía, lo que requiere que el microorganismo se adapte a un pH muy bajo (es decir, es acidófilo y termófilo). Estos organismos son habitantes de ambientes cálidos y ricos en azufre generalmente asociados con el vulcanismo, como fuentes termales, géiseres y fumarolas. En estos lugares, especialmente en el Parque Nacional de Yellowstone, se produce la zonificación de los microorganismos según su temperatura óptima. Estos organismos a menudo están coloreados debido a la presencia de pigmentos fotosintéticos.

Termófila contra mesófila

Los termófilos se pueden diferenciar de los mesófilos por sus características genómicas. Por ejemplo, los niveles de contenido de GC en las regiones codificantes de algunos genes característicos se identificaron consistentemente como correlacionados con la condición del rango de temperatura cuando se aplicó el análisis de asociación a organismos mesófilos y termófilos independientemente de su filogenia, requerimiento de oxígeno, salinidad o condiciones de hábitat..

Termófilos fúngicos

Los hongos son el único grupo de organismos del reino Eukarya que puede sobrevivir en rangos de temperatura de 50 a 60 °C. Se han informado hongos termofílicos en varios hábitats, la mayoría de los cuales pertenecen al orden fúngico Sordariales. Los hongos termofílicos 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.

Transferencia de genes e intercambio genético

Sulfolobus solfataricus y Sulfolobus acidocaldarius son arqueas hipertermófilas. Cuando estos organismos se exponen a los agentes que dañan el ADN, la radiación UV, la bleomicina o la mitomicina C, se induce la agregación celular específica de la especie. En S. acidocaldarius, la agregación celular inducida por UV media el intercambio de marcadores cromosómicos con alta frecuencia. Las tasas de recombinación superan las de los cultivos no inducidos hasta en tres órdenes de magnitud. Frols et al. y Ajon et al. (2011) plantearon la hipótesis de que la agregación celular mejora la transferencia de ADN específica de especie entre las células Sulfolobus para proporcionar una mayor reparación del ADN dañado por medio de la recombinación homóloga. Van Wolferen et al., al analizar el intercambio de ADN en los hipertermófilos en condiciones extremas, señaló que el intercambio de ADN probablemente desempeña un papel en la reparación del ADN a través de la 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 puede ser una forma primitiva de interacción sexual similar a los sistemas de transformación bacterianos mejor estudiados que están asociados con la transferencia de ADN específica de especie entre células que conducen a la recombinación homóloga. reparación del daño en el ADN [ver Transformación (genética)].