Rhodobacter capsulatus es una especie de bacteria púrpura , un grupo de bacterias que pueden obtener energía a través de la fotosíntesis . Su nombre se deriva del adjetivo latino "capsulatus" ("con un cofre", "encapsulado"), el sustantivo latino derivado "capsula" (que significa "una pequeña caja o cofre"), y el sufijo latino asociado para los sustantivos masculinos, "-atus" (que denota que algo está "provisto de" otra cosa). [4]
Rhodobacter capsulatus | |
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clasificación cientifica | |
Dominio: | |
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Familia: | |
Género: | |
Especies: | R. capsulatus |
Nombre binomial | |
Rhodobacter capsulatus (Molisch 1907) Imhoff y col. 1984 [1] | |
Tipo cepa | |
ATCC 11166, ATCC 17015, ATH 2.3.1, BCRC 16406, C10, CCRC 16406, CCTM 1913, CCUG 31484, CGMCC 1.2359, CGMCC 1.3366, CIP 104408, DSM 1710, Ewart C10, HMSATH.2.3.1, IAM 14232, IFO 16435, JCM 21090, KCTC 2583, LMG 2962, NBRC 16435, NCIB 8254, NCIMB 8254, van Niel ATH.2.3.1, van Niel ATH.2.3.1. [2] | |
Sinónimos [3] | |
Rhodopseudomonas capsulata |
Su genoma completo ha sido secuenciado [5] y está disponible para el público. [6]
Descubrimiento
El descubrimiento de Rhodobacter capsulatus se atribuye a Hans Molisch , un botánico checo-austriaco. El microorganismo, entonces llamado Rhodonostoc capsulatum , fue identificado en 1907 en su libro Die Purpurbakterien nach neuen Untersuchungen . [7] CB van Niel luego caracterizó la especie aún más en 1944, donde fue rebautizada como Rhodopseudomonas capsulata . Van Niel describió inicialmente 16 cepas de R. capsulata que pudo cultivar a partir de muestras de lodo recolectadas en California y Cuba. [8] En 1984, la especie sería reclasificada como Rhodobacter capsulatus con la introducción del género Rhodobacter . Este género se introdujo para diferenciar mejor las especies de Rhodopseudomonas con distintas diferencias morfológicas, como aquellas con membranas intracitoplasmáticas vesiculares (compartimentos unidos a la membrana en la célula a menudo involucrados en la fotosíntesis) [9] como R. capsulatus y R. sphaeroides . [1]
Características genómicas
El genoma de R. capusulatus consta de un cromosoma y un plásmido . La secuenciación de Sanger se utilizó por primera vez para ensamblar el genoma. A continuación, se analizó el genoma completo utilizando varios programas, Critica , Glimmer , RNAmmer , tRNAscan y ARAGORN . Todos estos programas identifican diferentes grupos de genes, incluidos los genes codificadores de proteínas, tRNA , tmRNA y rRNA . El cromosoma tiene aproximadamente 3,7 Mb con 3531 marcos de lectura abiertos (ORF), mientras que el plásmido es más pequeño con 133 kb y 154 ORF. Dentro de los 3531 ORF en el cromosoma, 3,100 tenían una función conocida asignada. Otros 610 ORF tenían similitudes con genes que se conocen, pero su función aún no está probada. El resto de los ORF fueron novedosos, sin nada similar en las bases de datos UniRef90 , NCBI-NR , COG o KEGG utilizadas para la comparación. El material genético tuvo un alto contenido de GC al 66,6%. R. capsulatus contiene todos los genes necesarios para producir los 20 aminoácidos y también contiene 42 genes de transposasa y 237 genes de fagos , incluido el agente de transferencia génica (GTA). El cromosoma se puede encontrar en la base de datos NCBI bajo CP001312 , y el plásmido está bajo el número de acceso CP001313 . [10]
Ecología
Estas bacterias prefieren los entornos acuosos [7] , como los que rodean las fuentes de agua naturales o las aguas residuales . [11] R. capsulatus se ha aislado en los Estados Unidos y Cuba . [12] Inicialmente, esta bacteria podía cultivarse en el laboratorio colocando muestras del medio ambiente en medio RCVBN ( ácido DL-málico , sulfato de amonio , biotina , ácido nicotónico , oligoelementos y algunos compuestos adicionales) e incubándolos anaeróbicamente con una amplia luz. Las colonias de estas placas se pudieron aislar, hacer crecer en cultivo puro e identificar como R. capsulatus . [11] Con la secuenciación de su genoma, ahora se puede utilizar la secuenciación de ARN y ADN para identificar esta especie. [6] [13]
Morfología y características fisiológicas
R. capsulatus es una bacteria fototrófica con algunas características distintivas. Pueden crecer como bastoncillos o cocobacilos móviles, que dependen de su entorno. A niveles de pH por debajo de 7, la bacteria es esférica y forma cadenas. Cuando el pH sube por encima de 7, cambian a morfología de varilla. La longitud de las bacterias en forma de bastón también depende del pH; las células se alargan a medida que aumenta el pH. En su forma de varilla, también suelen formar cadenas que se doblan en la naturaleza. El artículo original los describe como en forma de "zigzaggy". [14] En respuesta al estrés ejercido sobre la célula a un pH de 8 o superior, las células muestran pleiomorfismo , o crecimiento filamentoso anormal , y producen una sustancia viscosa para su protección. El cultivo anaeróbico del organismo produce un color marrón, en el espectro de marrón amarillento a burdeos. En los medios que contienen malonato, se observa el color marrón rojizo o burdeos. Cuando el organismo crece aeróbicamente, se produce un color rojo. Esta especie no crecerá por encima de los 30 ° C, y crecerá entre 6 y 8,5 pH, aunque la temperatura específica y el pH óptimo no se indican explícitamente en el documento de caracterización. [14] Aunque la mayoría de las especies de Rhodobacter son de agua dulce y tienen poca tolerancia a la sal, algunas cepas de R. capsulatus parecen tolerar hasta 0,3 M de NaCl dependiendo de su fuente de nitrógeno. [15]
Metabolismo
Como bacteria púrpura sin azufre , es capaz de crecimiento aeróbico sin luz, o crecimiento anaeróbico con luz presente, así como fermentación . [16] Esta especie también es capaz de fijar nitrógeno . [17] Para las fuentes de carbono, R. capsulatus puede utilizar glucosa , fructosa , alanina , ácido glutámico , propionato , ácido glutárico y otros ácidos orgánicos. Sin embargo, no puede usar manitol, tartrato, citrato, gluconato, etanol, sorbitol, manosa y leucina, que es exclusivo de R. capsulatus en comparación con otras especies del género. Los enriquecimientos más exitosos de esta especie provienen del propionato y ácidos orgánicos. [14] En condiciones fotoheterótrofas , la cepa B10 de R. capsulatus es capaz de utilizar acetato como su única fuente de carbono, pero no se han identificado los mecanismos de esto. [18] Las cepas estudiadas no hidrolizan la gelatina . [14]
Significado
Rhodobacter capsulatus fue el primer microorganismo observado en producir agentes de transferencia de genes . Un agente de transferencia de genes (GTA) es una partícula similar a un fago que transfiere pequeñas cantidades de ADN del cromosoma de la célula productora para ayudar en la transferencia horizontal de genes . El ADN empaquetado en las partículas también es aleatorio; no contiene todos los genes necesarios para la producción de GTA. Si bien es algo similar a una partícula transductora , los GTA no se crean por accidente cuando un fago empaqueta ADN en partículas virales. Los genes de los GTA y su regulación están controlados por la propia célula, no por un fago. [19] Estas partículas se identificaron por primera vez cuando los investigadores pusieron varias cepas diferentes de R. capsulatus resistentes a los antibióticos en cocultivo y observaron cepas doblemente resistentes. Este intercambio de ADN todavía se observó incluso cuando se eliminó el contacto celular y se agregaron DNasas , lo que les permitió descartar la conjugación y la transformación como causa. Pronto se identificó un pequeño agente filtrable como la fuente de este intercambio genético. [20] Cuando se creó una cepa mutante que producía en exceso estos agentes, se comprobó que las partículas no eran producidas por un fago, sino por R. capsulatus. [21] Después de que se secuenciaron los genes para la producción de GTA, se encontró que más especies producen GTA, lo que llevó a que el agente de transferencia de genes de Rhodobacter capsulatus se abreviara como RcGTA. [19] Se ha sugerido que las duras condiciones pueden provocar que la célula comience a producir GTA, lo que permitiría compartir el ADN genómico y aumentar la diversidad genética general de la población. [22]
Referencias
- ↑ a b Imhoff JF, Trüper HG, Pfennig N (julio de 1984). "Reordenamiento de las especies y géneros de las" bacterias púrpuras sin azufre " fototróficas " . Revista Internacional de Bacteriología Sistemática . 34 (3): 340–343. doi : 10.1099 / 00207713-34-3-340 .
- ^ "Rhodobacter capsulatus (pasaporte de taxón)" . StrainInfo . Consultado el 8 de diciembre de 2015 .
- ^ "Rhodobacter capsulatus (Rhodopseudomonas capsulata)" . UniProt . Consultado el 8 de diciembre de 2015 .
- ^ "Rhodobacter capsulatus - Navegador de taxonomía" . StrainInfo . Consultado el 8 de diciembre de 2015 .
- ^ Strnad H, Lapidus A, Paces J, Ulbrich P, Vlcek C, Paces V, Haselkorn R (julio de 2010). "Secuencia completa del genoma de la bacteria fotosintética sin azufre púrpura Rhodobacter capsulatus SB 1003" . Revista de bacteriología . 192 (13): 3545–6. doi : 10.1128 / JB.00366-10 . PMC 2897665 . PMID 20418398 .
- ^ a b "GENOMA DE KEGG: Rhodobacter capsulatus" . Enciclopedia de genes y genomas de Kyoto . Consultado el 8 de diciembre de 2015 .
- ^ a b Molisch H (1907). Die Purpurbakterien nach neuen Untersuchungen .
- ^ van Niel CB (marzo de 1944). "El cultivo, fisiología general, morfología y clasificación de las bacterias púrpuras y marrones sin azufre" . Revisiones bacteriológicas . 8 (1): 1–118. doi : 10.1128 / MMBR.8.1.1-118.1944 . PMC 440875 . PMID 16350090 .
- ^ LaSarre B, Kysela DT, Stein BD, Ducret A, Brun YV, McKinlay JB (julio de 2018). "Localización restringida de membranas intracitoplasmáticas fotosintéticas (ICM) en múltiples géneros de bacterias púrpuras sin azufre" . mBio . 9 (4). doi : 10.1128 / mbio.00780-18 . PMC 6030561 . PMID 29970460 .
- ^ Strnad, Hynek; Lapidus, Alla; Paces, Jan; Ulbrich, Pavel; Vlcek, Cestmir; Paces, Vaclav; Haselkorn, Robert (1 de julio de 2010). "Secuencia completa del genoma de la bacteria fotosintética púrpura sin azufre Rhodobacter capsulatus SB 1003" . Revista de bacteriología . 192 (13): 3545–3546. doi : 10.1128 / JB.00366-10 . ISSN 0021-9193 . PMID 20418398 .
- ^ a b Weaver PF, Wall JD, Gest H (noviembre de 1975). "Caracterización de Rhodopseudomonas capsulata". Archivos de Microbiología . 105 (3): 207–16. doi : 10.1007 / BF00447139 . PMID 1103769 .
- ^ Pujalte MJ, Lucena T, Ruvira MA, Arahal DR, Macián MC (2014). "La familia Rhodobacteraceae". Los procariotas . Springer Berlín Heidelberg. págs. 439–512. doi : 10.1007 / 978-3-642-30197-1_377 . ISBN 978-3-642-30196-4.
- ^ Strnad H, Lapidus A, Paces J, Ulbrich P, Vlcek C, Paces V, Haselkorn R (julio de 2010). "Secuencia completa del genoma de la bacteria fotosintética sin azufre púrpura Rhodobacter capsulatus SB 1003" . Revista de bacteriología . 192 (13): 3545–6. doi : 10.1128 / JB.00366-10 . PMID 20418398 .
- ^ a b c d van Niel, CB (1944). "LA CULTURA, FISIOLOGÍA GENERAL, MORFOLOGÍA Y CLASIFICACIÓN DE LAS BACTERIAS NO AZUFRE PÚRPURA Y MARRÓN" . Revisiones bacteriológicas . 8 (1): 1–118. doi : 10.1128 / MMBR.8.1.1-118.1944 . ISSN 0005-3678 . PMC 440875 . PMID 16350090 .
- ^ Igeno, MI; Moral, CG Del; Castillo, F .; Caballero, FJ (1 de agosto de 1995). "Halotolerancia de la bacteria fototrófica Rhodobacter capsulatus E1F1 depende de la fuente de nitrógeno" . Microbiología aplicada y ambiental . 61 (8): 2970–2975. doi : 10.1128 / AEM.61.8.2970-2975.1995 . ISSN 0099-2240 . PMID 16535098 .
- ^ Tichi, Mary A .; Tabita, F. Robert (1 de noviembre de 2001). "Control interactivo de Rhodobacter capsulatus Redox-Balancing Systems durante el metabolismo fototrófico" . Revista de bacteriología . 183 (21): 6344–6354. doi : 10.1128 / JB.183.21.6344-6354.2001 . ISSN 0021-9193 . PMID 11591679 .
- ^ "Rhodobacter capsulatus (ID 1096) - Genoma - NCBI" . www.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 13 de abril de 2020 .
- ^ Petushkova, EP; Tsygankov, AA (1 de mayo de 2017). "Metabolismo del acetato en la bacteria púrpura no azufrada Rhodobacter capsulatus". Bioquímica (Moscú) . 82 (5): 587–605. doi : 10.1134 / S0006297917050078 . ISSN 1608-3040 . PMID 28601069 .
- ^ a b Lang AS, Zhaxybayeva O, Beatty JT (junio de 2012). "Agentes de transferencia de genes: elementos de intercambio genético similares a los fagos" . Reseñas de la naturaleza. Microbiología . 10 (7): 472–82. doi : 10.1038 / nrmicro2802 . PMC 3626599 . PMID 22683880 .
- ^ Marrs B (marzo de 1974). "Recombinación genética en Rhodopseudomonas capsulata" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 71 (3): 971–3. Código Bibliográfico : 1974PNAS ... 71..971M . doi : 10.1073 / pnas.71.3.971 . PMC 388139 . PMID 4522805 .
- ^ Yen HC, Hu NT, Marrs BL (junio de 1979). "Caracterización del agente de transferencia de genes elaborado por un mutante superproductor de Rhodopseudomonas capsulata". Revista de Biología Molecular . 131 (2): 157–68. doi : 10.1016 / 0022-2836 (79) 90071-8 . PMID 490646 .
- ^ Lang AS, Beatty JT (enero de 2000). "Análisis genético de un elemento de intercambio genético bacteriano: el agente de transferencia de genes de Rhodobacter capsulatus" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 97 (2): 859–64. Código Bibliográfico : 2000PNAS ... 97..859L . doi : 10.1073 / pnas.97.2.859 . PMC 15421 . PMID 10639170 .
enlaces externos
- Tipo de cepa de Rhodobacter capsulatus en Bac Dive - la base de metadatos de diversidad bacteriana