Carpediemonas es un género de Metamonada , y pertenece al grupo Excavata . Este organismo es un eucariota flagelado unicelular que se descubrió por primera vez en muestras de sustrato de la Gran Barrera de Coral . [2] Las carpediemonas se pueden encontrar en sedimentos intermareales anaeróbicos, donde se alimentan de bacterias. Una característica de esta especie es la presencia de un surco de alimentación, característica de las excavaciones. Como la mayoría de las otras metamónadas, Carpediemonas no depende de una mitocondria aeróbica para producir energía. En cambio, contiene hidrogenosomas que se utilizan para producir ATP. [3] Este organismo tiene dos flagelos: [3] uno posterior que se usa para alimentarse del sustrato y otro anterior que se mueve con un movimiento de barrido más lento. [2] Carpediemonas se asigna a los fornicados, donde se utilizan organismos similares a Carpediemonas para investigar la evolución dentro de las excavaciones. [4] Aunque Carpediemonas es miembro de las metamónadas, es inusual en el sentido de que es de vida libre y tiene tres cuerpos basales. [5]
Carpediemonas | |
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clasificación cientifica | |
Dominio: | |
(no clasificado): | |
Filo: | |
Subfilo: | |
Superclase: | Carpediemonadia |
Clase: | Carpediemonadea |
Pedido: | Carpediemonadida |
Género: | Carpediemonas Ekebom, Patterson y Vørs, 1996 [1] |
Especies | |
Carpediemonas bialata |
Etimología
El nombre Carpediemonas se origina en tres raíces latinas, con carpe que significa 'agarrar', morir que significa 'el día' y el sufijo de monas, que indica un organismo unicelular. El organismo lleva el nombre de 'carpe diem', que significa 'aprovechar el día', en honor a la esposa de uno de los autores, que había fallecido recientemente. [6]
Historia del conocimiento
Carpediemonas fue descubierta por primera vez por Larsen y Patterson (1990), quienes la identificaron como una Percolomonas no identificada previamente y le proporcionaron el nombre Percolomonas membranifera . Larsen y Patterson trataron a este organismo como un heteroloboseano, porque ocasionalmente tendría cuatro flagelos y contendría un surco longitudinal. Sin embargo, no tenían ninguna evidencia de que los organismos que no se dividían tuvieran más de dos flagelos. La especie también contenía una bolsa con hilos que pueden ser difíciles de distinguir de los flagelos. Ekebom y col. (1996) luego renombró el organismo como Carpediemonas cuando se encontró a partir de muestras de sustrato en la Gran Barrera de Coral y lo clasificó como una metamónada. [2] Además, se encontró una relación metabólica de Carpediemonas con comunidades procariotas en Carpediemonas frisia . Se encontró que C. frisia libera biomoléculas que han sido predigeridas. Las comunidades procariotas dependerían de C. frisia para el material orgánico digerido de forma incompleta y la oxidación de varias biomoléculas. Por otro lado, C. frisia depende del organismo procariótico, Deltaproteobacteria, por su actividad oxidante de hidrógeno. [7]
Hábitat y Ecología
Carpediemonas se puede encontrar en sedimentos intermareales anaeróbicos, donde se alimenta de bacterias. [3] Se puede encontrar coexistiendo con Cafeteria marsupialis en estos entornos anaeróbicos. [2]
Descripción del organismo
Ekebom y col. (1996) describe a las Carpediemonas como organismos con un tamaño de aproximadamente 5 µm de largo (con un rango de 4-7,5 µm). Carpediemonas tiene una depresión longitudinal que abarca casi todo el lado ventral de la celda. A menudo tiene dos flagelos desiguales que se insertan en el lado anterior del surco ventral, pero a veces puede tener tres o cuatro flagelos. El flagelo posterior acronemático se utiliza para alimentarse y adherirse al sustrato, mientras que el flagelo anterior late con menos rapidez y con un movimiento de barrido lento. [2] Otros estudios de Simpson y Patterson (1999) entran en mayor detalle sobre los flagelos y describen el aparato flagelar como si tuviera un tercer cuerpo basal estéril. Apoyando el lado dorsal de la célula hay un abanico microtubular con una raíz microtubular en el extremo anterior. En el lado ventral, los microtúbulos que se extienden desde diferentes raíces flagelares sostienen el surco ventral. El flagelo anterior tiene un axonema '9 + 2'. Simpson y Patterson describieron que además del axonema '9 + 2', el flagelo posterior también tiene “tres laminillas radiantes de material denso en electrones que forman los componentes centrales de las paletas”. La primera laminilla surge después de la inserción flagelar y se dirige ventralmente. La segunda laminilla se origina frente a la primera laminilla. La tercera laminilla soporta la tercera paleta, que se encuentra más distal y perpendicular a las otras dos paletas o laminillas. Las tres laminillas tienen estrías cuando se ven en una sección longitudinal y estas estrías son perpendiculares al axonema '9 + 2'. Carpediemonas contiene un solo núcleo ovado, ubicado anteriormente en la célula. El nucleolo también se puede encontrar subcentralmente dentro del núcleo. Carpediemonas tampoco tiene mitocondrias, lo cual es típico de las metamónadas. En cambio, tiene hidrogenosomas, probablemente derivados de mitocondrias anaeróbicas. También contiene un solo dictiosoma de Golgi, ubicado en la parte anterior, dorsal y a la izquierda del aparato flagelar. [3] El retículo endoplásmico de este género se encuentra principalmente cerca de la periferia de la célula. Alrededor del citoplasma, se pueden encontrar vacuolas de alimentos que contienen contenido bacteriano. [3] Además, tres centriolos están presentes en Carpediemonas . [8]
Taxonomía
Carpediemonas se clasifica como una excavación porque tiene el surco de alimentación característico del grupo. Dentro de las excavaciones, Carpediemonas se asigna a los fornicarios. En los fornicados, los organismos similares a las Carpediemonas (CLO) han permitido comprender mejor la evolución de las excavaciones anaeróbicas mediante el estudio de sus rasgos citoesqueléticos y mitocondrias modificadas. Un ejemplo de un organismo parecido a las Carpediemonas que se utilizó para estudiar la historia evolutiva dentro de las excavaciones es Kipferlia bialata . [4] Según investigaciones recientes [9], este organismo es capaz de replicarse sin algunas proteínas clave para replicar el ADN (ver más abajo).
Replicación del ADN, segregación cromosómica y sexo
Un estudio reciente que utiliza genómica comparativa [10] ha revelado una pérdida extensa de los complementos proteicos de segregación y replicación del ADN dentro de Metamonada y ha destacado que los genomas de C. membranifera y C. frisia se reducen aún más. Estos genomas carecen de las proteínas de replicación del ADN del complejo de reconocimiento de origen (ORC), Cdc6, algunos componentes del complejo GINS y algunas subunidades de las polimerasas delta y épsilon, así como la mayoría de las subunidades de cinetocoro estructural, un complejo de seguimiento de microtúbulos plus-end y todo subunidades del complejo Ndc80 implicadas en la segregación cromosómica. ORC y Cdc6 son proteínas a cargo del inicio de la replicación y la autorización en eucariotas, y su ausencia parece indicar la existencia de un mecanismo no estándar y aún no descrito para iniciar la replicación. La ausencia de proteínas del complejo Ndc80 también sugiere que podría existir un mecanismo no estándar para la unión de los cromosomas a los microtúbulos para la segregación cromosómica. Carpediemonas es el primer eucariota conocido que posee mecanismos de replicación y segregación de ADN tan alterados drásticamente. Dado que Carpediemonas se reproduce, es obvio que replican su ADN y los investigadores han propuesto una hipótesis sobre cómo comienza la replicación. Esta hipótesis utiliza elementos de procesos observados en otras especies pero tiene en cuenta los complementos proteicos específicos encontrados en Carpediemonas . En resumen: se propone que la replicación proceda mediante un mecanismo de recombinación homóloga dependiente de Dmc1 que no requiere orígenes de replicación y que está mediado por híbridos de ARN: ADN. Esta hipótesis aún necesita ser probada experimentalmente. No se ha observado directamente reproducción sexual o parasexual en Metamonada. Sin embargo, el estudio confirma la conservación de proteínas meióticas clave en el grupo con el hallazgo adicional de que las especies de Carpediemonas tienen homólogos de la familia tmcB y subunidades de canal específicas de esperma, esta última solo se informó anteriormente solo en Opisthokonta y otros tres protistas. La presencia de tales proteínas significa que se requieren más investigaciones para comprender si se produce el sexo y si estas proteínas realmente participan durante el sexo y cuál podría ser su función. En resumen, las Carpediemonas son eucariotas microbianos fascinantes.
Referencias
- ^ J. Ekebom; DJ Patterson; N. Vørs (1996). "Flagelados heterótrofos de sedimentos de arrecifes de coral (Gran Barrera de Coral, Australia)". Archiv für Protistenkunde . 146 (3–4): 251–272. doi : 10.1016 / S0003-9365 (96) 80013-3 .
- ^ a b c d e Ekebom, J .; Patterson, DJ; Vørs, N. (1996). "Flagelados heterótrofos de sedimentos de arrecifes de coral (Gran Barrera de Coral, Australia)". Archiv für Protistenkunde . 146 (3–4): 251–272. doi : 10.1016 / s0003-9365 (96) 80013-3 . ISSN 0003-9365 .
- ^ a b c d e Simpson, Alastair GB; Patterson, David J. (1999). "La ultraestructura de Carpediemonas membranifera (Eukaryota) con referencia a la" hipótesis de excavación " ". Revista europea de protistología . 35 (4): 353–370. doi : 10.1016 / s0932-4739 (99) 80044-3 . ISSN 0932-4739 .
- ^ a b Yubuki, Naoji; Simpson, Alastair GB; Leander, Brian S. (2013). "La ultraestructura integral de Kipferlia bialata proporciona evidencia de la evolución del carácter dentro de la Fornicata (Excavata)". Protista . 164 (3): 423–439. doi : 10.1016 / j.protis.2013.02.002 . ISSN 1434-4610 . PMID 23517666 .
- ^ "CARPEDIEMONADA" . comenius.susqu.edu . Consultado el 22 de abril de 2019 .
- ^ "Taxonomía - vino del estanque" . Consultado el 22 de abril de 2019 .
- ^ Hamann, Emmo; Tegetmeyer, Halina E; Riedel, Dietmar; Littmann, Sten; Ahmerkamp, Soeren; Chen, Jianwei; Hach, Philipp F; Strous, Marc (17 de febrero de 2017). "Vínculo sintrófico entre Carpediemonas depredadoras y poblaciones procariotas específicas" . El diario ISME . 11 (5): 1205-1217. doi : 10.1038 / ismej.2016.197 . ISSN 1751-7362 . PMC 5437931 . PMID 28211847 .
- ^ Cavalier-Smith, T. (1 de noviembre de 2003). "El protozoario excavado phyla Metamonada Grasse emend. (Anaeromonadea, Parabasalia, Carpediemonas, Eopharyngia) y Loukozoa emend. (Jakobea, Malawimonas): sus afinidades evolutivas y nuevos taxones superiores" . Revista Internacional de Microbiología Sistemática y Evolutiva . 53 (6): 1741-1758. doi : 10.1099 / ijs.0.02548-0 . ISSN 1466-5026 . PMID 14657102 .
- ^ https://www.newscientist.com/article/2272080-microbe-somehow-survives-without-the-proteins-for-replicating-its-dna/
- ^ https://doi.org/10.1101/2021.03.14.435266