Thermococcus

Género de arqueas

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Thermococcus
clasificación cientifica
Dominio:	Arqueas
Reino:	Euryarchaeota
Filo:	Euryarchaeota
Clase:	Termococos
Pedido:	Thermococcales
Familia:	Thermococcaceae
Género:	Thermococcus
Especies
T. acidaminovorans T. aegaeus T. aggregans T. alcaliphilus T. atlanticus T. barophilus T. barossii T. celer T. chitonophagus T. coalescens T. fumicolans T. gammatolerans T. gorgonarius T. guaymasensis T. hydrothermalis T. kodakarensis T. litoralis T. marinus T. mexicalis T. pacificus T. peptonophilus T. profundus T. radiotolerans T. sibiricus T. siculi T. sp. T. sp. 12-4 T. sp. 13-2 T. sp. 13-3 T. sp. 21-1 T. sp. 23-1 T. sp. 23-2 T. sp. 26-2 T. sp. 26-3 T. sp. 28-1 T. sp. 29-1 T. sp. 300-Tc T. sp. 30-1 T. sp. 31-1 T. sp. 31-3 T. sp. 5-1 T. sp. 70-4-2 T. sp. 83-5-2 T. sp. 9N2 T. sp. 9N3 T. sp. 9oN-7 T. sp. AEPII 1a T. sp. AM4 T. sp. Anhete70-I78 T. sp. Anhete70-SCI T. sp. Anhete85-I78 T. sp. Anhete85-SCI T. sp. AT1273 T. sp. Ax00-17 T. sp. Ax00-27 T. sp. Ax00-39 T. sp. Ax00-45 T. sp. Ax01-2 T. sp. Ax01-37 T. sp. Ax01-39 T. sp. Ax01-3 T. sp. Ax01-61 T. sp. Ax01-62 T. sp. Ax01-65 T. sp. Ax98-43 T. sp. Ax98-46 T. sp. Ax98-48 T. sp. Ax99-47 T. sp. Ax99-57 T. sp. Ax99-67 T. sp. B1001 T. sp. BHI60a21 T. sp. BHI80a28 T. sp. BHI80a40 T. sp. COCHE-80 T. sp. CKU-199 T. sp. CKU-1 T. sp. CL1 T. sp. CL2 T. sp. CMI T. sp. CNR-5 T. sp. CX1 T. sp. CX2 T. sp. CX3 T. sp. CX4 T. sp. CYA T. sp. Dex80a71 T. sp. Dex80a75 T. sp. clon de enriquecimiento SA3 T. sp. GE8 T. sp. Gorda2 T. sp. Gorda3 T. sp. Gorda4 T. sp. Gorda5 T. sp. Gorda6 T. sp. GT T. sp. GU5L5 T. sp. JDF-3 T. sp. KI T. sp. KS-1 T. sp. KS-8 T. sp. MV1031 T. sp. MV1049 T. sp. MV1083 T. sp. MV1092 T. sp. MV1099 T. sp. MZ10 T. sp. MZ11 T. sp. MZ12 T. sp. MZ13 T. sp. MZ1 T. sp. MZ2 T. sp. MZ3 T. sp. MZ5 T. sp. MZ6 T. sp. MZ8 T. sp. MZ9 T. sp. NA1 T. sp. NS85-T T. sp. OGL-20P T. sp. P6 T. sp. Pd70 T. sp. Pd85 T. sp. Rt3 T. sp. SB611 T. sp. SN531 T. sp. Tc-1-70 T. sp. Tc-1-85 T. sp. Tc-1-95 T. sp. Tc-2-85 T. sp. Tc-2-95 T. sp. Tc-365-70 T. sp. Tc-365-85 T. sp. Tc-365-95 T. sp. Tc-4-70 T. sp. Tc-4-85 T. sp. Tc70-CRC-I T. sp. Tc70-CRC-S T. sp. Tc70-MC-S T. sp. Tc70-SC-I T. sp. Tc70-SC-S T. sp. Tc85-0 edad SC T. sp. Tc85-CRC-I T. sp. Tc85-CRC-S T. sp. Tc85-MC-I T. sp. Tc85-MC-S T. sp. Tc85-SC-ISCS T. sp. Tc85-SC-I T. sp. Tc85-SC-S T. sp. Tc95-CRC-I T. sp. Tc95-CRC-S T. sp. Tc95-MC-I T. sp. Tc95-MC-S T. sp. Tc95-SC-S T. sp. Tc-I-70 T. sp. Tc-I-85 T. sp. Tc-S-70 T. sp. Tc-S-85 T. sp. TK1 T. sp. TM1 T. sp. TS2 T. sp. TS3 T. sp. vp197 T. stetteri T. waimanguensis T. waiotapuensis T. zilligii Thermococcus sp. Sin cultivar ]]

En taxonomía , Thermococcus es un género de Archaea termófila de la familia Thermococcaceae . ^[1]

Los miembros del género Thermococcus son típicamente especies de cocoides de forma irregular, que varían en tamaño de 0,6 a 2,0 μm de diámetro. ^[2] Algunas especies de Thermococcus son inmóviles y algunas especies tienen movilidad , utilizando flagelos como su principal modo de movimiento. ^{[ cita requerida ]} Estos flagelos normalmente existen en un polo específico del organismo. ^{[ cita requerida ]} Este movimiento se ha observado en la habitación o en altas temperaturas, dependiendo del organismo específico. ^[3] En algunas especies, estos microorganismos pueden agregarse y formar placas de color blanco grisáceo. ^[4] Especies bajoThermococcus suele prosperar a temperaturas entre 60 y 105 ° C, ^[5] ya sea en presencia de fumadores negros (respiraderos hidrotermales) o manantiales de agua dulce. ^[6] Las especies de este género son estrictamente anaerobios, ^{[7] [8]} y son termofílicas, ^{[2] [7] se} encuentran en una variedad de profundidades, como en los respiraderos hidrotermales 2500 m debajo de la superficie del océano, ^[9] pero también centímetros debajo de la superficie del agua en manantiales geotermales. ^[10] Estos organismos prosperan a niveles de pH de 5,6 a 7,9. ^[11] Se han encontrado miembros de este género en muchos sistemas de ventilación hidrotermal en el mundo, incluso en los mares de Japón, ^[12]a las costas de California. ^[13] La sal de cloruro de sodio generalmente está presente en estos lugares a una concentración del 1% al 3%, ^[8] pero no es un sustrato necesario para estos organismos, ^{[14] [15]} ya que un estudio mostró que los miembros de Thermococcus viven en agua caliente dulce. sistemas en Nueva Zelanda, ^[6] pero requieren una baja concentración de iones de litio para su crecimiento. ^[16] Los miembros de Thermococcus se describen como heterótrofos, quimiotróficos, ^{[2] [17] [18]} y son sulfanógenos organotróficos; utilizando fuentes de carbono y azufre elemental que incluyen aminoácidos, carbohidratos y ácidos orgánicos como el piruvato. ^{[17][18] [19]}

Metabolismo

Metabólicamente, Thermococcus spp. han desarrollado una forma diferente de glucólisis de eucariotas y procariotas. ^{[20] [5]} Un ejemplo de una vía metabólica para estos organismos es el metabolismo de péptidos, ^[20] que ocurre en tres pasos: primero, la hidrólisis de los péptidos a aminoácidos es catalizada por peptidasas, ^[5] luego la conversión de los aminoácidos a cetoácidos es catalizado por aminotransferasas, ^[20] y finalmente el CO ₂ se libera de la descarboxilación oxidativa o los cetoácidos por cuatro enzimas diferentes, ^[5] que produce derivados de la coenzima A que se utilizan en otras vías metabólicas importantes . ^[5] Las especies de Thermococcus también tienen la enzima rubisco (ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa / oxigenasa), ^[21] que está hecha de enzimas involucradas en el metabolismo de los ácidos nucleicos en Thermococcus kodakarensis , ^{[5] [20] [21] que} muestra cómo integrados estos sistemas metabólicos son verdaderamente para estos microorganismos hipertermofílicos. ^[21] Algunos nutrientes limitan el crecimiento de las células Thermococcus . ^[21] Los nutrientes que más afectan el crecimiento celular en las especies termocócicas son las fuentes de carbono y nitrógeno. ^[21]Dado que las especies termocócicas no generan metabólicamente todos los aminoácidos necesarios, algunos deben ser proporcionados por el entorno en el que prosperan estos organismos. Algunos de estos aminoácidos necesarios son leucina, isoleucina y valina (los aminoácidos de cadena ramificada). ^[21] Cuando las especies de Thermococcus se complementan con estos aminoácidos, pueden metabolizarlos y producir acetil-CoA o succinil-CoA, ^[21] que son precursores importantes utilizados en otras vías metabólicas esenciales para el crecimiento celular y la respiración. ^[21] Thermococcus onnurineus carece de genes para el nucleótido de purina.biosíntesis y, por lo tanto, se basa en fuentes ambientales para cumplir con sus requisitos de purina. ^[22] Con la tecnología actual, los miembros de Thermococcus son relativamente fáciles de cultivar en laboratorios, ^[23] y, por lo tanto, se consideran organismos modelo para estudiar las vías fisiológicas y moleculares de los extremófilos. ^{[24] [25]} Thermococcus kodakarensis es un ejemplo de una especie modelo de Thermococcus , un microorganismo en el que se ha examinado y replicado todo su genoma. ^{[25] [26] [27]}

Ecología

Las especies termocócicas pueden crecer entre 60 y 80 ° C, lo que les otorga una gran ventaja ecológica al ser los primeros organismos en colonizar nuevos ambientes hidrotermales. ^{[5] [28] [29]} Algunas especies termocócicas producen CO ₂ , H ₂ y H ₂ S como productos del metabolismo y la respiración. ^[25] Las liberaciones de estas moléculas luego son utilizadas por otras especies autótrofas, lo que ayuda a la diversidad de comunidades microbianas hidrotermales. ^[5] Este tipo de cultivo de enriquecimiento continuo juega un papel crucial en la ecología de los respiraderos hidrotermales de aguas profundas, ^[30]sugiriendo que los termococos interactúan con otros organismos a través del intercambio de metabolitos, lo que apoya el crecimiento de autótrofos. ^[5] Thermococcus especies que la liberación de H ₂ con el uso de múltiples hidrogenasas (incluyendo hidrogenasas CO-dependientes) han sido considerados como biocatalizadores potenciales para reacciones de desplazamiento agua-gas. ^[31]

Mecanismos de transporte

Las especies de Thermococcus son naturalmente competentes para captar ADN e incorporar ADN donante en sus genomas mediante recombinación homóloga. ^[32] Estas especies pueden producir vesículas de membrana (MV), ^[32] formadas por la gemación de las membranas celulares más externas, ^{[32] [33]} que pueden capturar y obtener plásmidos de especies vecinas de Archaea para transferir el ADN a ellos mismos oa los alrededores especies. ^[32] Estas VM se secretan por las células en grupos, formando nanoesferas o nanotubos, ^[33] manteniendo continuas las membranas internas. ^[32] Competencia para la transferencia de ADN y la integración del ADN del donante en el genoma del receptor medianteLa recombinación homóloga es común en las arqueas y parece ser una adaptación para reparar el daño del ADN en las células receptoras (ver subsección Archaea "Transferencia de genes e intercambio genético").
Las especies de Thermococcus producen numerosos MV, transfiriendo ADN, metabolitos e incluso toxinas en algunas especies; ^[33] además, estos MV protegen su contenido contra la termodegradación transfiriendo estas macromoléculas en un entorno protegido. ^{[32] [33] Las} VM también previenen infecciones al capturar partículas virales. ^[33] Además de transportar macromoléculas, las especies de Thermococcus utilizan MV para comunicarse entre sí.^[32] Además, estos MV son utilizados por una especie específica ( Thermococcus coalescens ) para indicar cuándo debe ocurrir la agregación, ^[32] por lo que estos microorganismos típicamente unicelulares pueden fusionarse en una sola célula masiva. ^[32]
Se ha informado que Thermococcus kodakarensis tiene cuatro elementos genéticos integrados similares a virus que contienen precursores de serina proteasa similares a subtilisina. ^[34] Hasta la fecha, solo se han aislado dos virus de Thermococcus spp., PAVE1 y TPV1. ^[34] Estos virus existen en sus huéspedes en estado de portador. ^[34]
El proceso de replicación y alargamiento del ADN se ha estudiado ampliamente enT. kodakarensis . ^[34] La molécula de ADN es una estructura circular que consta de aproximadamente 2 millones de pares de bases de longitud y tiene más de 2000 secuencias que codifican proteínas. ^[34]

Tecnología del futuro

Se ha descubierto que una enzima de Thermococcus , la ADN polimerasa Tpa-S, es más eficaz en la PCR larga y rápida que la polimerasa Taq. ^[35] Tk-SP, otra enzima de T. kodakarensis , ^{[35] [36]} puede degradar las proteínas priónicas anormales (PrPSc); ^{[35] Los} priones son proteínas mal plegadas que pueden causar enfermedades mortales en todos los organismos. ^[35] Tk-SP muestra una amplia especificidad de sustrato y priones degradados exponencialmente en el entorno del laboratorio. ^[35] Esta enzima no requiere calcio ni ningún otro sustrato para plegarse, por lo que hasta ahora está mostrando un gran potencial en los estudios. ^[35] Se han coordinado estudios adicionales sobre la enzima fosfoserina fosfatasa (PSP) de T. onnurineus , que proporcionó un componente esencial en la regulación de la actividad de la PSP. ^[36] Esta información es útil para las compañías farmacéuticas, porque la actividad anormal de la PSP conduce a una disminución importante de los niveles de serina del sistema nervioso, lo que provoca enfermedades y complicaciones neurológicas. ^[36]
Thermococcus spp. pueden aumentar la eficiencia de la extracción de oro hasta en un 95% debido a sus habilidades específicas en biolixiviación. ^[37]

Referencias

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37. Nisar MA, Rashid N, Bashir Q, Gardner QT, Shafiq MH, Akhtar M (julio de 2013). "TK1299, una NAD (P) H oxidasa altamente termoestable de Thermococcus kodakaraensis que exhibe una mayor actividad enzimática con NADPH". Revista de Biociencia y Bioingeniería . 116 (1): 39–44. doi : 10.1016 / j.jbiosc.2013.01.020 . PMID 23453203 . 

Otras lecturas

• Comisión Judicial del Comité Internacional de Sistemática de Procariotas (enero de 2005). "Los tipos nomenclaturales de los órdenes Acholeplasmatales, Halanaerobiales, Halobacteriales, Methanobacteriales, Methanococcales, Methanomicrobiales, Planctomycetales, Prochlorales, Sulfolobales, Thermococcales, Thermoproteales y Verrucomicrobiales, son los géneros Acholeplasma, Methanobacterium, Methanobacterium, Methanobacterium, Methanobac , Thermococcus, Thermoproteus y Verrucomicrobium, respectivamente. Opinión 79 " . Revista Internacional de Microbiología Sistemática y Evolutiva . 55 (Parte 1): 517–518. doi : 10.1099 / ijs.0.63548-0 . PMID 15653928 .
• Mora M, Bellack A, Ugele M, Hopf J, Wirth R (agosto de 2014). "El dispositivo formador de gradientes de temperatura, una unidad accesoria para microscopios ópticos normales para estudiar la biología de microorganismos hipertermofílicos" . Microbiología aplicada y ambiental . 80 (15): 4764–70. Código bibliográfico : 2014ApEnM..80.4764M . doi : 10.1128 / AEM.00984-14 . PMC  4148812 . PMID  24858087 .
• Zillig W, Holz I, Klenk HP, Trent J, Wunderl S, Janekovic D, Imsel E, Haas B (1987). "Pyrococcus woesei, sp. Nov., Un Archaebacterium marino ultra-termófilo, que representa un nuevo orden, Thermococcales". Syst. Apl. Microbiol . 9 (1–2): 62–70. doi : 10.1016 / S0723-2020 (87) 80057-7 .
• Zillig W, Holz L, Janekovic D, Schafer W, Reiter WD (1983). "La archaebacterium Thermococcus celer representa un género novedoso dentro de la rama termofílica de las arqueobacterias". Syst. Apl. Microbiol . 4 (1): 88–94. doi : 10.1016 / S0723-2020 (83) 80036-8 . PMID  23196302 .

enlaces externos

• John R. Stevenson. "Evolución microbiana y sistemática" . Microbiología general II . Consultado el 13 de julio de 2008 .
• Página de taxonomía NCBI para Thermococcus
• Búsqueda de páginas de taxonomía del Árbol de la vida para Thermococcus
• Búsqueda de la página Species2000 para Thermococcus
• Página de MicrobeWiki para Thermococcus
• Página LPSN para Thermococcus
• Thermococcus en Bac Dive : la base de metadatos de diversidad bacteriana
• Referencias de PubMed para Thermococcus
• Referencias de PubMed Central para Thermococcus
• Referencias de Google Académico para Thermococcus