Pyrodictium abyssi
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Pyrodictium abyssi. Es un género de arqueobacterias hipertermófilos, quimiolitótrofos y anaeróbicos, que crecen a pH neutro en fuentes termales submarinas empleando azufre elemental como aceptor de electrones. Una característica sorpresiva de este género, que su temperatura óptima de crecimiento (105 °C) está por sobre la temperatura de ebullición de agua (a 1 atm), hecho no obstante, no exclusivo de este género (Pyrolobus crece a una temperatura de 113 °C).
Son bacterias con forma de discos desiguales con numerosas fibras proteicas con función adherente, constituidas a nivel molecular de manera parecida a cómo lo hace la flagela en el flagelo bacteriano.
Sumario
Clasificación
- Archaea (dominio)
- Crenarchaeota (Phylum)
- Thermoprotei (Clase)
- Desulfurococcales (Orden)
- Pyrodictiaceae (Familia)
- Pyrodictium (Genus)
Descripción y significado
Es un género de arqueobacterias hipertermófilos, quimiolitótrofos y anaeróbicos estrictos. Esta archaeon fue aislada por primera vez en 1991 por Pley y Stetter. Fue aislado de los respiraderos de calor profundo en el océano llamado Fumarolas Negras, que se forman como resultado de la actividad volcánica en las profundidades del suelo marino. Son capaces de crecer en temperaturas que oscilan entre 80-110 grados Celsius pero tienen el máximo crecimiento entre 97-105 y son capaces de sobrevivir en un autoclave durante una hora. De manera óptima, prosperan a un pH de 5,5 pero se han encontrado para sobrevivir en cualquier lugar desde 4,7 hasta 7,1. Son capaces de crecer en concentraciones de NaCl que van desde 0,7 hasta 4,2% y son estrictamente anaeróbico. Este archaeon tiene forma de disco y aproximadamente 3-2.5μm de diámetro y son 0.025-.05μm de espesor. Crece en una extensa red 3D compuesto de células y cánulas, que son huecos, túbulos extracelulares con un diámetro de aproximadamente 25 nm el paquete de cánulas juntos para permitir que múltiples celdas se conecten . Este es un archaeon chemolithoautotroph y utiliza hidrógeno como donante de electrones y azufre como un aceptor de electrones para llevar a cabo reacciones redox inorgánicos en condiciones extremas. Este archaeon podría resultar de gran utilidad en biotecnología industrial ya que se ha encontrado que poseen enzimas tales como proteínas chaperonas y ATP sintasa que son funcionales a altas temperaturas en lugar de desnaturalizarse.
Estructura del genoma
El genoma aún no ha sido secuenciado, pero usando relaciones entre los diversos hyperthermophiles con respecto a su tamaño, su organización estructural y su relación filogenético basado en el contenido de los genes 16rDNA respectivamente que se determine el genoma completo de Abyssi Pyrodictium es un único cromosoma circular y aproximadamente 1.6Mb. Es muy similar a Hyperthermus butylicus (97% de cobertura de secuencia) y Pyrodictium occultum (96% de cobertura de secuencia), que es otro de azufre hipertermófilo que pertenece al mismo género.
Estructura de la célula, metabolismo y de ciclo de vida
Pyrodictium abyssi es una bacteria que muestra las funciones normales de la pared celular, pero las características interesantes se derivan de la célula durante el crecimiento celular. Pyrodictium abyssi crece en forma de una red macroscópicamente visible. Se compone de células atrapadas en una matriz extracelular de los túbulos huecos, en "cánulas". Una cánula penetra en el espacio periplásmico y los otros contactos de la cánula a la superficie de la célula. Esto indica que las células individuales de interconexión cánulas entre sí en el nivel de su espacio periplásmico, pero no en la membrana citoplasmática posiblemente atribuir a su estabilidad. Aunque la función de las cánulas todavía sigue siendo desconocida, la vinculación por cánulas por lo tanto, podría permitir que las células para el intercambio de metabolitos, la información genética, o compuestos de señales
Pyrodictium abyssi que gana energía de la respiración de azufre utilizando hidrógeno como donante de electrones. La unida a la membrana de la cadena respiratoria de H2 a azufre genera un potencial electroquímico de protones, que impulsa la síntesis de ATP quimiosmótico través de un H + -translocating ATP sintasa. Arqueal ATPasa / sintasas se clasifican como tipo A-ATPasas . El complejo reductor de azufre unido a la membrana también se compone de nueve polipéptidos importantes, incluyendo una hidrogenasa, reductasa de azufre, una cadena de transporte de electrones. Los componentes conocidos de la ETC son un citocromo c, dos citocromos adicionales, pero no quinona.
El único subproducto encontrado fue el sulfuro de hidrógeno, que puede ser beneficioso para los ambientes y ecosistemas, pero debido al aislamiento de Pyrodictium abyssi esta producción es probablemente irrelevante.
Ecología y Patogénesis
Pyrodictium abyssi se encuentran muy por debajo de la superficie del océano en los respiraderos hidrotermales llamados fumarolas negras. Fumadores negras producen una gran cantidad de calor, metano y compuestos de azufre. P. abyssi y otras arqueas se encuentran en estas chimeneas termales convierten estos productos en energía por quimiosíntesis y la reducción de azufre. Además, P. abyssi y otros Crenarchaeota tomaron muestras de las vías de fijación de CO2 autótrofos conocidos. Se detectó actividad de bisfosfato carboxilasa en P. abyssi, que es importante en el primer paso en la fijación de carbono en el ciclo de Calvin. Actividad phosphoribulokinase (que también es importante en la fijación de carbono) no fue detectado y el funcionamiento del Ciclo de Calvin queda por demostrar así que quizás están utilizando una versión modificada del ciclo de Calvin para la fijación y reducción de carbono.
Pyrodictium abyssi no es un archaeon patógena y no se ha documentado de causar ninguna enfermedad. Se supone ninguna amenaza para los seres humanos debido a sus condiciones de vida extremas, e incluso en un entorno de laboratorio, la temperatura mataría al archaeon antes de que tuviera la oportunidad de entrar en contacto con un ser humano.
