Lärandemål
- Undersök oligotrofa organismer och deras anpassning till näringsfattiga miljöer
En oligotrofa organism är en organism som trivs i en miljö med mycket låga nivåer av näringsämnen. De kan jämföras med copiotrofer, som föredrar näringsrika miljöer. Oligotrofa organismer kännetecknas av långsam tillväxt, låg ämnesomsättning och i allmänhet låg befolkningstäthet. Oligotrofa miljöer omfattar djupa havssediment, grottor, glaciär- och polaris, djupa underjordiska jordar, akviferer, havsvatten och urlakade jordar. Ett ekosystem eller en miljö sägs vara oligotrofisk om det erbjuder lite för att upprätthålla livet. Termen används vanligen för att beskriva miljöer av vatten, is, luft, berg eller jord med mycket låga näringsnivåer. Oligotrofa miljöer är av särskilt intresse för alternativa energikällor och överlevnadsstrategier som livet kan förlita sig på. Ett exempel på oligotrofa bakterier är Caulobacter crescentus.
Caulobacter crescentus är en gramnegativ, oligotrofisk bakterie som är allmänt spridd i sötvattensjöar och vattendrag. Den styrkrets som styr och sätter fart på Caulobacter cellcykelutveckling involverar hela cellen som fungerar som ett integrerat system. Kontrollkretsen övervakar miljön och cellens inre tillstånd, inklusive celltopologin, samtidigt som den styr aktiveringen av subsystem i cellcykeln och Caulobacter crescentus asymmetriska celldelning. Proteinerna i Caulobacter cellcykelkontrollsystem och dess interna organisation är samkonserverade i många alfaproteobakteriearter, men det finns stora skillnader i regleringsapparatens funktionalitet och perifera kopplingar till andra cellulära delsystem från art till art. Caulobacter cellcykelkontrollsystem har genom evolutionärt urval optimerats på ett utmärkt sätt som ett totalsystem för robust drift inför internt stokastiskt brus och miljöosäkerhet.
Bakteriecellens kontrollsystem har en hierarkisk organisation. Signal- och kontrollundersystemet har ett gränssnitt mot omgivningen med hjälp av sensoriska moduler som till stor del är placerade på cellytan. Det genetiska nätverkets logik reagerar på signaler som tas emot från miljön och från interna sensorer för cellens status för att anpassa cellen till de aktuella förhållandena.