Aquifex y el grupo Deinococcus-Thermus

La primera parte de la clasificación de Bergey se enfoca en las bacterias que viven en ambientes extremos. Nosotros tambien lo haremos. Veamos al género Aquifex y al grupo Deinococcus-Thermus, quienes habitan en ambientes extremos, ya sea por las altas temperaturas o radiaciones.

Índice
  1. Bacterias hipertermófilas: Aquifex
  2. El grupo Deinococcus-Thermus
  3. Bibliografía de imágenes

Bacterias hipertermófilas: Aquifex

Es una bacteria fabricante de agua: produce agua mediante la oxidación del hidrógeno y reducción del oxígeno a agua. Forma la rama más antigua del dominio bacteria. El género Aquifex lo conforman dos especies: A. aeolicus, descubierta en el norte de Italia y A. pyrophilus, descubierta en el norte de Islandia. Viven en volcanes o fuentes geotermales. Son bacterias GRAM negativas.

Aquifex pyrophilus
Vista de Aquifex pyrophilus en el microscopio electrónico de transmisión. (Behammer W, et al., 1995)

Es hipertermófilo, siendo la más bacteria más termófila de las que se conocen, y uno de los pocos hipertermófilos aerobios (microaerófilo) conocidos. Es quimiolitoautótrofo estricto. El principal donador de electrones es el hidrógeno, pero también usa azufre o tiosulfatos. El aceptor suele ser el oxígeno (O2) o nitratos en ocasiones, que se reducen a nitritos. Emplea el ciclo del TCA inverso para fijar CO2 (característico de las bacterias verdes del azufre).

Está relacionada con otra bacteria del hidrógeno estricta que se llama Hidrogenobacter que muestra casi las mismas características, pero la diferencia es que no es microaerófila, sino aerobia estricta.

El descubrimiento de las especies hipertermófilas, que son quimiolitoautótrofas del hidrógeno, junto con el hecho de que todas estas hipertermófilas se separen como linajes muy antiguos sugiere que el hidrógeno tuvo que ser un donador de electrones clave para los primeros organismos.

El grupo Deinococcus-Thermus

Son cocos GRAM positivos aerobios, quimioheterótrofos, muy resistentes al estrés ambiental. Tienen en común una forma inusual del peptidoglicano. Su pg, en lugar de ácido mesodiaminopimelico, tiene ornitina.

Presenta dos géneros:

  • Thermus: es termófila. Posee una DNA-polimerasa empleada en PCR (Taq) (T. aquaticus)
  • Deinococcus. Comprende 4 especies, perola más importante es D. radiodurans. Tiene una pared compleja (incluye una membrana externa). Son cocos en parejas o tétradas. Habita en suelos y partículas de polvo. Son coloreados de color rojo o rosado debido a la presencia de carotenoides.
Deinococcus radiodurans
Visión de Deinococcus radiodurans al microscopio electrónico de transmisión (Gross L, 2007)

Muchas cepas son extremadamente resistentes a distintas condiciones ambientales extremos: desecación y radiación UV e ionizante (hasta 15000 greys). Su resistencia a esas condiciones puede aprovecharse para su aislamiento. Resiste al efecto mutagénico de otros mutágenos ya que es muy eficiente reparando el DNA dañado. Presenta además el enzima reparador conocido RecA, además de otros, capaces de reparar cortes en una o dos cadenas, arreglar fallos en las bases, etc. Puede reensamblar el cromosoma a partir de sus fragmentos.

En el interior de la célula, el DNA está organizado en estructura toroidal en forma de anillo muy compactado. La reparación está facilitada por la fusión de los nucleoides procedentes de compartimentos adyacentes. El hecho de tener comunicación permite que se pueda reparar un cromosoma de un compartimento de una de las células gracias a un proceso de recombinación homóloga. Dando como molde el DNA de otra célula se puede reparar y recuperar el cromosoma.

Bibliografía de imágenes

Behammer, W., Shao, Z., Mages, W., Rachel, R., Stetter, K. O., & Schmitt, R. (1995). Flagellar structure and hyperthermophily: analysis of a single flagellin gene and its product in Aquifex pyrophilus. Journal of bacteriology177(22), 6630–6637. https://doi.org/10.1128/jb.177.22.6630-6637.1995

Gross L (2007) Paradox Resolved? The Strange Case of the Radiation-Resistant Bacteria. PLoS Biol 5(4): e108. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0050108

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