Un hidrogenosoma es un orgánulo encerrado en una membrana que se encuentra en algunos ciliados anaeróbicos, flagelados y hongos. Los hidrogenosomas son orgánulos muy variables que presumiblemente han evolucionado a partir de las mitocondrias para producir hidrógeno molecular y ATP en condiciones anaeróbicas. [1]
Los hidrogenosomas fueron descubiertos en 1973 por DG Lindmark y M. Müller. Debido al hecho de que los hidrogenosomas tienen un significado de linaje evolutivo para los organismos que viven en ambientes anaeróbicos o estresados por oxígeno, muchas instituciones de investigación han documentado sus hallazgos sobre cómo difiere el orgánulo en varias fuentes. [2]
Historia
Los hidrogenosomas fueron aislados, purificados, caracterizados bioquímicamente y nombrados a principios de la década de 1970 por DG Lindmark y M. Müller en la Universidad Rockefeller. Además de este estudio fundamental sobre hidrogenosomas, también demostraron por primera vez la presencia de piruvato: ferredoxina oxido-reductasa e hidrogenasa en eucariotas . [2] Posteriormente se realizaron más estudios sobre la citología bioquímica y la organización subcelular de varios parásitos protozoarios anaeróbicos (por ejemplo, Trichomonas vaginalis , Tritrichomonas fetus , Giardia lamblia y Entamoeba sp.) . [1]
Usando información obtenida de estudios de citología hidrogenosómica y bioquímica, estos investigadores determinaron el modo de acción del metronidazol (Flagyl). Hoy en día, el metronidazol se reconoce como un agente quimioterapéutico estándar para el tratamiento de infecciones anaeróbicas. [3] [4]
Desde su descubrimiento, se han encontrado hidrogenosomas en una variedad de ciliados, flagelados y hongos unicelulares anaeróbicos. El más notable de ellos es el parásito Trichomonas vaginalis. Como causa de la enfermedad bacteriana de transmisión sexual más común, Trichomonas vaginalis es un protista anaeróbico bien documentado que contiene hidrogenosomas. [5]
Descripción
Los hidrogenosomas son orgánulos que, según se especula, evolucionaron a partir de las mitocondrias para proporcionar otro mecanismo para la síntesis anaeróbica de ATP utilizando piruvato. La reacción da como resultado la producción de hidrógeno molecular, del cual el orgánulo recibe su nombre. [2]
Los hidrogenosomas oscilan entre 0,5 y 2 micrómetros y están unidos por una doble membrana. La mayoría de las veces tienen forma de campana muda y se encuentran en grandes complejos de hidrogenosomas apilados. Estas pilas van desde 4 o 5 (llamados complejos juveniles) hasta 20 o más hidrogenosomas. [1]
En la mayoría de los casos, los hidrogenosomas carecen de genoma , ya que la mayor parte del genoma mitocondrial se transfirió al núcleo; debido a esto, todas las proteínas hidrogenosomales se importan al orgánulo. [6] [7] Sin embargo, se ha detectado un genoma hidrogenosómico en el ciliado de la cucaracha Nyctotherus ovalis y en el stramenopile Blastocystis . [8]
Debido al hecho de que muchos organismos han evolucionado para adaptarse a sus entornos anaeróbicos, una multitud de organismos han desarrollado independientemente hidrogenosomas o estructuras con funciones similares. Se cree que la similitud entre Nyctotherus y Blastocystis , que tienen una relación lejana, es el resultado de una evolución convergente y cuestiona si existe una distinción clara entre mitocondrias, hidrogenosomas y mitosomas (otro tipo de mitocondrias degeneradas). [1] [8]
Organismos fuente
Una lista no exhaustiva de organismos que contienen hidrogenosomas incluye:
- flagelados parabasálidos (por ejemplo, Trichomonas vaginalis , Tritrichomonas fetus , Histomonas meleagridis )
- flagelados de preaxostílidos (por ejemplo, Trimastix pyriformis )
- ameboflagelados heteroloboseanos (por ejemplo, Psalteriomonas lanterna )
- ciliados anaeróbicos (por ejemplo, Nyctotherus ovalis , Metopus palaeformis , Trimyema compressum , Caenomorpha uniserialis , Dasytricha ruminantium )
- hongos anaeróbicos quitridiomicetos (p . ej ., Neocallimastix spp., Piromyces spp.)
La gran variedad de organismos fuente puede acreditarse a la evolución convergente teorizada de hidrogenosomas de mitocondrias para adaptarse a un entorno anaeróbico. [1] [6] [8]
En 2010, los científicos también informaron sobre el descubrimiento de los primeros metazoos anaeróbicos conocidos con orgánulos similares a hidrogenosomas. Tres especies multicelulares de Loricifera - Spinoloricus nov. sp. , Rugiloricus nov. sp. y Pliciloricus nov. sp. - se han encontrado en las profundidades de los sedimentos del Mediterráneo y utilizan hidrogenosomas en su ciclo de metabolismo anaeróbico. [9]
Síntesis de ATP
Los hidrogenosomas de las tricomonas (el más estudiado de los microorganismos que contienen hidrogenosomas) producen hidrógeno molecular , acetato , dióxido de carbono y ATP por las acciones combinadas de piruvato: ferredoxin oxido-reductasa , hidrogenasa , acetato: succinato CoA transferasa y succinato tioquinasa . La superóxido dismutasa , malato deshidrogenasa (descarboxilante), ferredoxina , adenilato quinasa y NADH: ferredoxina oxido-reductasa también se localizan en el hidrogenosoma. [10]
Ver también
- Mitocondrias
- Mitosoma
- Cloroplasto
Referencias
- ^ a b c d e de Graaf RM, Duarte I, van Alen TA, Kuiper JW, Schotanus K, Rosenberg J, et al. (Diciembre de 2009). "Los hidrogenosomas de Psalteriomonas lanterna" . Biología Evolutiva BMC . 9 (1): 287. doi : 10.1186 / 1471-2148-9-287 . PMC 2796672 . PMID 20003182 .
- ^ a b c Lindmark, Donald G .; Müller, Miklós (25 de noviembre de 1973). "Hidrogenosoma, un orgánulo citoplasmático del feto anaeróbico flagelado Tritrichomonas y su papel en el metabolismo del piruvato" . Revista de Química Biológica . 248 (22): 7724–7728. doi : 10.1016 / S0021-9258 (19) 43249-3 . ISSN 0021-9258 . PMID 4750424 .
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