Los lípidos de glicerol dialquil glicerol tetraéter (GDGT) son una clase de lípidos de membrana sintetizados por arqueas y algunas bacterias , lo que los convierte en biomarcadores útiles para estos organismos en el registro geológico. Su presencia, estructura y abundancia relativa en los materiales naturales pueden ser útiles como indicadores de la temperatura, el aporte de materia orgánica terrestre y el pH del suelo en períodos pasados de la historia de la Tierra. [1] Algunas formas estructurales de GDGT forman la base del paleotermómetro TEX86 . [1] Los GDGT isoprenoides, ahora conocidos por ser sintetizados por muchas clases de arqueas, se descubrieron por primera vez en cultivos de arqueas extremófilas . [2]Los GDGT ramificados, probablemente sintetizados por acidobacterias , [3] se descubrieron por primera vez en una muestra de turba natural holandesa en 2000. [4]
Las dos clases estructurales principales de GDGT son isoprenoides (isoGDGT) y ramificados (brGDGT), que se refieren a diferencias en las estructuras del esqueleto de carbono. Los compuestos isoprenoides están numerados de -0 a -8, y el número representa el número de anillos de ciclopentano presentes en la estructura del esqueleto de carbono. [1] La excepción es crenarchaeo l, un producto de thaumarchaeota con un resto de anillo de ciclohexano además de cuatro anillos de ciclopentano. Los GDGT ramificados tienen cero, uno o dos restos de ciclopentano y se clasifican además según el posicionamiento de sus ramas. [1]Están numerados con números romanos y letras, con -I indicando estructuras con cuatro modificaciones (es decir, una rama o un resto de ciclopentano), -II indicando estructuras con cinco modificaciones y -III indicando estructuras con seis modificaciones. [1] El sufijo a después del número romano significa que una de sus modificaciones es un resto de ciclopentano; b significa que dos modificaciones son fracciones de ciclopentano. Por ejemplo, GDGT-IIb es un compuesto con tres ramificaciones y dos fracciones de ciclopentano (un total de cinco modificaciones). Los GDGT se forman como monocapas y con enlaces de éter a glicerol, a diferencia de bicapas y con enlaces de éster como es el caso de los eucariotas y la mayoría de las bacterias. [5]
Los GDGT se originan como lípidos de la membrana de las arqueas , cuyos ácidos grasos se convierten en glicerol a través de la esterificación . [1] Primero se reconoció que estaban asociados con arqueas extremófilas , [2] pero la investigación en las últimas décadas también ha descubierto los compuestos en una amplia gama de entornos mesófilos , incluidos suelos, sedimentos de lagos y depósitos marinos. [1] Las clases filogenéticas arqueológicas thaumarchaeota , crenarchaeota , euryarchaeota y korarchaeota producen GDGT. [1]Los GDGT ramificados se detectan más comúnmente en turbas y suelos y están más asociados con entornos terrestres. Hasta la fecha, no se han informado pruebas directas de un organismo fuente inequívoco, pero la similitud estructural de los lípidos acidobacterianos con las cadenas alquílicas de brGDGT sugiere fuertemente que las acidobacterias sintetizan brGDGT. [3]
GDGT-0 no tiene fracciones de ciclopentano y es la isoGDGT más ubicua sintetizada por arqueas. Las arqueas halófilas son el único grupo de arqueas que no produce GDGT-0. [1] Los análisis de isótopos de carbono y la asociación con sitios de oxidación anaeróbica de metano sugieren que GDGT-0 se produce a través de metanótrofos . [1] En la literatura de microbiología más antigua, GDGT-0 a veces se denomina caldarchaeol . [1]
GDGT-1, GDGT-2 y GDGT-3 tienen uno, dos y tres anillos de ciclopentano respectivamente dentro de sus estructuras de carbono bifitano isoprenoide, respectivamente. Thaumarchaeota son los mayores productores de estos grupos en ambientes marinos y lacustres. [1] No se cree que los metanógenos sean grandes sintetizadores de estas moléculas, con la excepción de Methanopyrus kandleri , que las produce. [1] Estas clases son menos abundantes que GDGT-0 y GDGT-4 y se utilizan en el paleotermómetro TEX86 . [1]