Un mesófilo es un organismo que crece mejor en temperaturas moderadas , ni demasiado calientes ni demasiado frías, con un rango de crecimiento óptimo de 20 a 45 °C (68 a 113 °F). [1] La temperatura de crecimiento óptima para estos organismos es de 37 °C (aproximadamente 99 °F). [2] El término se aplica principalmente a microorganismos . Los organismos que prefieren ambientes extremos se conocen como extremófilos . Los mesófilos tienen diversas clasificaciones, pertenecientes a dos dominios : Bacteria , Archaea y al reino Fungi del dominio Eucarya . Los mesófilos que pertenecen al dominio Bacteria pueden ser grampositivos o gramnegativos . Los requisitos de oxígeno para los mesófilos pueden ser aeróbicos o anaeróbicos . Hay tres formas básicas de mesófilos: coco , bacilo y espiral .
Los hábitats de los mesófilos pueden incluir el queso y el yogur . A menudo se incluyen durante la fermentación de la cerveza y la elaboración del vino . Dado que la temperatura corporal humana normal es de 37 °C , la mayoría de los patógenos humanos son mesófilos, al igual que la mayoría de los organismos que componen el microbioma humano .
Los mesófilos son lo opuesto a los extremófilos . Los extremófilos que prefieren ambientes fríos se denominan psicrofílicos , los que prefieren temperaturas más cálidas se denominan termófilos o termotrópicos y los que prosperan en ambientes extremadamente cálidos se denominan hipertermófilos . Zheng et al. diseñaron un enfoque computacional de todo el genoma para clasificar las bacterias en mesófilas y termófilas. [3]
Todas las bacterias tienen su propio entorno ambiental óptimo y temperaturas en las que prosperan. Muchos factores son responsables del rango de temperatura óptimo de un organismo determinado, pero la evidencia sugiere que la expresión de elementos genéticos particulares ( alelos ) puede alterar el fenotipo sensible a la temperatura del organismo. Un estudio publicado en 2016 demostró que las bacterias mesófilas podrían ser modificadas genéticamente para expresar ciertos alelos de las bacterias psicrofílicas, modificando en consecuencia el rango de temperatura restrictivo de las bacterias mesófilas para que coincida estrechamente con el de las bacterias psicrofílicas. [4]
Debido a la estructura menos estable de los mesófilos, tiene una flexibilidad reducida para la síntesis de proteínas . [5] Los mesófilos no pueden sintetizar proteínas a bajas temperaturas. Son más sensibles a los cambios de temperatura y la composición de ácidos grasos de la membrana no permite mucha fluidez . [6] La disminución de la temperatura óptima de 37 °C a 0 °C a 8 °C conduce a una disminución gradual en la síntesis de proteínas. Las proteínas inducidas por frío (CIP) se inducen durante bajas temperaturas, lo que luego permite que las proteínas de choque frío (CSP) se sinteticen. El cambio de regreso a la temperatura óptima ve un aumento, lo que indica que los mesófilos dependen en gran medida de la temperatura. [7] La disponibilidad de oxígeno también afecta el crecimiento de microorganismos. [8]
Existen dos explicaciones para que los termófilos puedan sobrevivir a temperaturas tan altas, mientras que los mesófilos no. La explicación más evidente es que se cree que los termófilos tienen componentes celulares que son relativamente más estables que los componentes celulares de los mesófilos, razón por la cual los termófilos pueden vivir a temperaturas más altas que los mesófilos. [9] "Una segunda escuela de pensamiento, representada por los escritos de Gaughran (21) y Allen (3), cree que la resíntesis rápida de los componentes celulares dañados o destruidos es la clave para el problema de la estabilidad biológica al calor". [9]
Debido a la diversidad de mesófilos, los requerimientos de oxígeno varían enormemente. La respiración aeróbica requiere el uso de oxígeno y la anaeróbica no. Hay tres tipos de anaerobios . Los anaerobios facultativos crecen en ausencia de oxígeno, utilizando en su lugar la fermentación . Durante la fermentación, los azúcares se convierten en ácidos , alcohol o gases . Si hay oxígeno presente, utilizará en su lugar la respiración aeróbica. Los anaerobios obligados no pueden crecer en presencia de oxígeno. Los anaerobios aerotolerantes pueden soportar el oxígeno.
Los microorganismos juegan un papel importante en la descomposición de la materia orgánica y la mineralización de nutrientes . En ambientes acuáticos , la diversidad del ecosistema permite la diversidad de mesófilos. Las funciones de cada mesófilo dependen del entorno, lo más importante, del rango de temperatura. [10] Las bacterias como los mesófilos y los termófilos se utilizan en la elaboración del queso debido a su papel en la fermentación . " Los microbiólogos tradicionales utilizan los siguientes términos para indicar la temperatura óptima general (ligeramente arbitraria) para el crecimiento de las bacterias: psicrófilos (15-20 °C), mesófilos (30-37 °C), termófilos (50-60 °C) y termófilos extremos (hasta 122 °C)". [11] Tanto los mesófilos como los termófilos se utilizan en la elaboración del queso por la misma razón; sin embargo, crecen, prosperan y mueren a diferentes temperaturas. Las bacterias psicrotróficas contribuyen a que los productos lácteos se echen a perder, se enmohezcan o se estropeen debido a su capacidad de crecer a temperaturas más bajas, como en el refrigerador.
Algunos mesófilos notables incluyen Listeria monocytogenes , Staphylococcus aureus y Escherichia coli . Otros ejemplos de especies de mesófilos son Clostridium kluyveri , Pseudomonas maltophilia , Thiobacillus novellus , Streptococcus pyogenes y Streptococcus pneumoniae . Diferentes tipos de enfermedades e infecciones suelen tener patógenos de bacterias mesófilas como las mencionadas anteriormente.
Listeria monocytogenes es una bacteria grampositiva. Está estrechamente relacionada con Bacillus y Staphylococcus . Es un anaerobio facultativo con forma de bastón que se mueve mediante flagelos perítricos . La motilidad de L. monocytogenes está limitada entre 20 °C y 25 °C. [12] A la temperatura óptima, pierde su motilidad. Esta bacteria es responsable de la listeriosis que se deriva de alimentos contaminados. [12]
El Staphylococcus aureus fue identificado por primera vez en 1880. [13] Es responsable de diferentes infecciones derivadas de una lesión. La bacteria supera los mecanismos naturales del cuerpo. Las infecciones de larga duración por S. aureus incluyen neumonía , meningitis y osteomielitis . El S. aureus se contrae comúnmente en entornos hospitalarios. [13]
Escherichia coli es una bacteria anaerobia facultativa, gramnegativa y con forma de bastón que no produce esporas . [14] La bacteria es miembro de Enterobacteriaceae . Es capaz de producir enterotoxinas que son termolábiles o termoestables . [14] Otras características de E. coli son que es oxidasa -negativa, citrato -negativa, rojo de metilo positiva y Voges-Proskauer -negativa. En resumen , E. coli es un coliforme . Es capaz de utilizar glucosa y acetato como fuente de carbono para la fermentación. E. coli se encuentra comúnmente en el intestino de los organismos vivos. [15] E. coli tiene muchas capacidades, como ser un huésped para el ADN recombinante y ser un patógeno. [15]