Aquifex es un género bacteriano , perteneciente al phylum Aquificae . Hay una especie de Aquifex con un nombre válidamente publicado - A. pyrophilus - pero " A. aeolicus " se considera a veces como especie, aunque no tiene ningún valor como nombre dado que no se ha publicado válida o eficazmente. Aquifex spp. son termófilos extremosy crecen mejor a temperaturas de 85 ° C a 95 ° C. Son miembros de las bacterias a diferencia de los otros habitantes de ambientes extremos, las arqueas . [1]
Aquifex | |
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Género: | Aquifex |
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Aquifex spp. son bacterias en forma de bastón con una longitud de 2 a 6 µm , tienen un diámetro de alrededor de 0,5 µm y son móviles. Ellos son no formadoras de esporas , Gram negativas autótrofos . Aquifex significa productor de agua en latín y se refiere al hecho de que su método de respiración crea agua. Aquifex tiende a formar agregados celulares compuestos por hasta 100 células individuales.
Aquifex spp. son termófilos y, a menudo, crecen cerca de volcanes submarinos o fuentes termales . [2] A. aeolicus requiere oxígeno para sobrevivir, pero puede crecer en niveles de oxígeno tan bajos como 7.5 ppm. A. pyrophilus incluso puede crecer anaeróbicamente al reducir el nitrógeno en lugar del oxígeno. Como otras bacterias termófilas, Aquifex tiene importantes usos en procesos industriales.
Se ha completado el genoma de " A. aeolicus ". [3] , [4] Esto se hizo más fácil por el hecho de que la longitud del genoma es sólo alrededor de un tercio de la longitud del genoma de E. coli . La comparación del genoma de A. aeolicus con otros organismos mostró que alrededor del 16% de sus genes se originaron en el dominio Archaea . Se cree que los miembros de este género son algunos de los primeros miembros del dominio de las eubacterias.
" A. aeolicus " se descubrió al norte de Sicilia , mientras que A. pyrophilus se encontró por primera vez justo al norte de Islandia .
Estructura del genoma
El genoma completo de A. aeolicus consta de 1,551,335 pares de bases con más de 1500 marcos de lectura abiertos (ORF) o secuencias de codificación cromosómica. Una porción extremadamente grande (más del 90%) del genoma son regiones codificantes de proteínas y no hay repeticiones significativas no codificantes . aunque el genoma de A. aeolicus es denso, muchas subunidades enzimáticas utilizadas para los procesos respiratorios se encuentran en operones separados . Cualquier reparación del genoma se realiza mediante una proteína como la ADN polimerasa beta que se encuentra en la mayoría de los eucariotas. [3]
Metabolismo celular
Las vías de respiración y fijación de Aquifex utilizan vías similares a las de otras bacterias autótrofas . La fijación de carbono se realiza mediante el ciclo reductor de TCA y forma acetil-CoA, así como muchos otros materiales biosintéticos. Muchas bacterias utilizan productos del ciclo de TCA en la vía de las pentosas-fosfato y la vía Entner-Doudoroff o Embden-Meyerhof-Parnas; sin embargo, muchas enzimas que son necesarias para estos procesos gluconeogénicos no se han identificado en A. aeolicus, lo que sugiere que podría existir una vía diferente ser usado. [3]
A. aeolicus necesita oxígeno en concentraciones superiores a 7.5 ppm para realizar la respiración, mientras que A. pyrophilus es capaz de respirar con nitrógeno; sin embargo, ambas especies tienen genes transportadores de nitrato reductasa y nitrato ubicados dentro de su genoma. Aquifex utiliza las enzimas utilizadas en otras bacterias para la respiración de oxígeno . Están presentes muchas otras oxidorreductasas , sin embargo, se desconoce su función fisiológica. [3] Aquifex oxida el tiosulfato, el hidrógeno molecular y el azufre dentro de su vía respiratoria. [5]
Filogenia
Los árboles filogenéticos que se basan en pequeñas subunidades de ARNr sugieren que las Aquificales son algunas de las primeras bacterias que se ramificaron a partir de Archaea. Sin embargo, los árboles filogenéticos basados en proteínas contradicen este argumento. [6] [3] La filogenia exacta es difícil de determinar debido a esto ya las muchas transferencias de genes horizontales dentro del linaje. [5] Estos factores llevan a muchos a creer que el filo de Aquifex es basal al lado de Thermotogae , otro filo hipertermófilo, o que son parte de Epsilonproteobacteria , un grupo muy diverso de especies que habitan hidrotermales. [7]
Potencial de investigación
A. aeolicus se utiliza como organismo modelo para la bacteria hipertermofílica. Muchos estudios han analizado la capacidad de las hidrogenasas de Aquifex para preformar la oxidación reversible de dihidrógeno ( la reacción de oxidación ) a temperaturas extremadamente altas. [8] El éxito de las propiedades dentro de las hidrogenasas de Aquifex marcan al género como un posible biocatalizador renovable para pilas de combustible a base de hidrógeno. [9]
Referencias
- ^ Reysenbach AL (2001). Boone DR; Castenholz RW (eds.). Aquificae phy. nov. en el Manual de Bergey de Bacteriología Sistemática (2ª ed.). Springer-Verlag, Berlín. págs. 359–367. ISBN 0-683-00603-7.
- ^ Madigan M; Martinko J, eds. (2005). Brock Biology of Microorganisms (11ª ed.). Prentice Hall . ISBN 0-13-144329-1.
- ^ a b c d e Deckert G; et al. (1998). "El genoma completo de la bacteria hipertermófila Aquifex aeolicus " . Naturaleza . 392 (6674): 353–358. Código Bibliográfico : 1998Natur.392..353D . doi : 10.1038 / 32831 . PMID 9537320 .
- ^ "El genoma completo de Aquifex aeolicus" . Información sobre Aquifex aeolicus VF5 . Archivado desde el original el 23 de febrero de 2014 . Consultado el 14 de marzo de 2006 .
- ^ a b Guiral, Marianne; Prunetti, Laurence; Aussignargues, Clément; Ciaccafava, Alexandre; Infossi, Pascale; Ilbert, Marianne; Lojou, Elisabeth; Giudici-Orticoni, Marie-Thérèse (2012-01-01), Poole, Robert K. (ed.), "Capítulo cuatro - La bacteria hipertermófila Aquifex aeolicus: de vías respiratorias a enzimas extremadamente resistentes y aplicaciones biotecnológicas" , Avances en microbios Physiology , Advances in Bacterial Respiratory Physiology, Academic Press, 61 , págs. 125–194 , consultado el 1 de mayo de 2020.
- ^ Olsen, Gary J. (octubre de 1994). "Archaea, Archaea, en todas partes" . Naturaleza . 371 (6499): 657–658. Código Bibliográfico : 1994Natur.371..657O . doi : 10.1038 / 371657a0 . ISSN 1476-4687 . PMID 7935810 . S2CID 4315522 .
- ^ Eveleigh, Robert JM; Meehan, Conor J .; Archibald, John M .; Beiko, Robert G. (1 de diciembre de 2013). "Ser Aquifex aeolicus: desenredar el pasado accidentado de un hipertermófilo" . Biología y evolución del genoma . 5 (12): 2478–2497. doi : 10.1093 / gbe / evt195 . PMC 3879981 . PMID 24281050 .
- ^ Pandelia, Maria-Eirini; Nitschke, Wolfgang; Infossi, Pascale; Giudici-Orticoni, Marie-Thérèse; Bill, Eckhard; Lubitz, Wolfgang (12 de abril de 2011). "Caracterización de un grupo único [FeS] en la cadena de transferencia de electrones de la hidrogenasa [NiFe] tolerante al oxígeno de Aquifex aeolicus" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 108 (15): 6097–6102. Código bibliográfico : 2011PNAS..108.6097P . doi : 10.1073 / pnas.1100610108 . ISSN 0027-8424 . PMC 3076877 . PMID 21444783 .
- ^ Infossi, Pascale; Lojou, Elisabeth; Chauvin, Jean-Paul; Herbette, Gaetan; Brugna, Myriam; Giudici-Orticoni, Marie-Thérèse (1 de octubre de 2010). "Aquifex aeolicus membrana hidrogenasa para la biooxidación de hidrógeno: papel de los lípidos y socios fisiológicos en la estabilidad y actividad enzimática" . Revista Internacional de Energía de Hidrógeno . Taller indo-francés sobre biohidrógeno: de los conceptos básicos a la tecnología. 35 (19): 10778–10789. doi : 10.1016 / j.ijhydene.2010.02.054 . ISSN 0360-3199 .
enlaces externos
- Aquifex de la wiki de microbios editada por estudiantes del departamento de biología de Kenyon College.
- Los procariotas: un recurso electrónico en evolución para la comunidad microbiológica. 2004. Springer-Verlag Nueva York, LLC.