Korkealämpöisiä

Korkealämpöiset eliöt, tai thermofilit, ovat organismeja, jotka menestyvät ja lisääntyvät korkeissa lämpötiloissa. Niiden optimaali lämpötila on tyypillisesti noin 45–80 °C, ja joillakin lajeilla jopa tätä korkeampi. Ryhmässä erotetaan thermofilit (noin 45–80 °C), hyperthermofilit (>80 °C) sekä extreme hyperthermofilit (yli noin 90–100 °C). Ne muodostavat osan suurempia ekosysteemin sopeutumistyylejä, joita kutsutaan termofiiliseksi.

Elinympäristöt ja esiintyminen ovat moninaisia. Korkealämpöisiä löytyy geotermisistä ympäristöistä kuten kuumista lähteistä ja hydrotermisistä venttiileistä sekä syvistä merenalaisista piireistä. Heitä tavataan myös teollisissa prosesseissa, esimerkiksi kompostissa, jossa lämpötilat nousevat. Suurin osa tunnetuista korkealämpöisistä kuuluu arkeaksideen domained, mutta bakteereja sekä joitakin hyperthermofiisiä bakteeri-ryhmiä tunnetaan sekä näiltä teoilta. Esimerkkejä ovat Thermus-suvun bakteerit ja arkeonit kuten Pyrolobus fumarii.

Rakenne ja biokemia eroavat hieman matalämpöisten eliöiden vastaavista. Proteiinit ja entsyymit ovat sopeutuneet kuumuuteen ja kestävät vääristymiä paremmin. Solukalvot voivat sisältää vahvasti lämpötilalle ominaisia lipidejä; arkeoilla lipideissä on usein eetterisidoksia ja monofosfolipidisiä rakenteita, mikä parantaa vakauden. DNA:ta suojataan esimerkiksi erikoisilla proteiineilla sekä reverse gyrase -entsyymillä, joka auttaa DNA:n stabiloitumisessa korkeissa lämpötiloissa.

Käytännön merkitys: korkea lämpötila-aktiivisuus mahdollistaa lämpötilan kestäviä entsyymejä, joita käytetään bioteknologiassa ja teollisuudessa. Esimerkkinä on Thermus aquaticus -bakteerin perimä Taq-polymerasi, jota käytetään PCR-tekniikassa. Korkealämpöiset elintavat sekä perinnölliset mekanismit auttavat ymmärtämään elämän kykyä kukoistaa äärimmäisissä olosuhteissa.