Thiomargarita magnifica

Thiomargarita magnifica
clasificación cientifica
Dominio:bacteriasTipo de:proteobacteriaClase:Proteobacterias gammaOrdenar:TiotrichalesFamilia:tiotricáceasGénero:tiomargaritaVista:Thiomargarita magnifica
nombre científico internacional
Thiomargarita magnifica
Volland et al. 2022

Thiomargarita magnifica  (latín)  es una especie de bacteria gramnegativa marinade la clase Gamma-proteobacteria , que se encuentra en los manglares del Mar Caribe . Esta bacteria, visible a simple vista , es la más grande conocida por la ciencia y alcanza los 2 cm de longitud y supera en este parámetro a muchos insectos . Por tipo de metabolismo , T. magnifica es un quimiolitoautótrofo . Las células de T. magnifica son altamente poliploides y contienen alrededor de 738 mil copias del genoma . La división en T. magnifica es asimétrica, la propagación de la bacteria ocurre en la etapa de brotes apicales, separándose gradualmente de uno de los extremos de la célula madre .

Etimología del nombre

Nombre genérico Thiomargarita , derivado de otro griego. theion - azufre y lat. margarita - una perla, refleja la peculiaridad de la apariencia de las células: contienen gránulos microscópicos de azufre que refractan la luz, lo que crea la impresión de que la célula brilla como una perla. El epíteto específico magnifica se traduce del latín como magnífico . En general, el nombre científico se transmite como "una magnífica perla de azufre".

Edificio

Thiomargarita magnifica  es la bacteria más grande conocida por la ciencia, visible a simple vista, alcanzando una longitud de 2 cm (el ancho de estas células va desde unas pocas decenas de micrómetros hasta unas 150 micras ). Anteriormente, la bacteria más grande se consideraba Thiomargarita namibiensis , cuyo tamaño (diámetro) no supera los 0,75 mm. Morfológicamente , las células de T. magnifica están cerca de las células de otros miembros del género Thiomargarita que viven en filtraciones frías de aguas profundas . En la mayor parte de su longitud, las células de T. magnifica tienen forma de bastón, pero más cerca del extremo apical, la célula se estrecha, formando los llamados brotes apicales, que están separados del resto de la célula por tabiques incompletos. Los filamentos de T. magnifica generalmente están compuestos por varias células y tienen una forma suave porque las células de T. magnifica no tienen una matriz mucosa extracelular [ en y no albergan bacterias epibióticas en] en su superficie . La longitud media de una celda de gemación es de 10 mm , con 1-4 yemas apicales en forma de varilla que representan aproximadamente 0,21 mm. El estudio de la estructura de las bacterias usando microscopía electrónica mostró que la célula gigante está desprovista de tabiques internos . Solo las yemas apicales maduras, que se encuentran en los extremos de las células y son células hijas, están separadas por un tabique completo. Las dimensiones de las células de T. magnifica son muchas veces mayores que las dimensiones teóricamente posibles de las células procarióticas . Según los autores de la primera descripción de la bacteria, esto fue posible gracias al desarrollo de un complejo sistema de membranas internas [1] .

Dentro de la célula de T. magnifica hay una enorme vacuola que ocupa alrededor del 70-80% del volumen celular. El citoplasma se empuja hacia la periferia de la célula y es una capa delgada de aproximadamente 3-4 micrones de espesor. El citoplasma contiene numerosas vesículas de 2 a 3 μm de diámetro, que son funcionalmente gránulos de azufre . Además, el citoplasma contiene inclusiones de membrana con un diámetro de aproximadamente 1 μm, que contienen el material genético de la bacteria. La membrana celular está cubierta en el exterior con una pared celular densa [1] .

Genoma

A diferencia de la mayoría de las bacterias, en T. magnifica el genoma no se encuentra directamente en el citoplasma como parte del nucleoide , sino que se distribuye sobre las vesículas de membrana mencionadas anteriormente. Estas vesículas también contienen ribosomas . Los autores de la primera descripción de T. magnifica propusieron llamar a estas estructuras de membrana "pepins" ( inglés  pepins ). Las pepinas se distribuyen por todo el citoplasma y forman parte de las yemas apicales. La compartimentación del ADN genómico y los ribosomas dentro de las estructuras de la membrana es exclusiva de T. magnifica y aún no se ha descrito en otras bacterias [1] .

Como muchas otras bacterias gigantes, T. magnifica es altamente poliploide. Hay alrededor de 37.000 copias del genoma por milímetro de célula, y una célula de dos centímetros contiene aproximadamente 738.000 copias del genoma, lo que convierte a T. magnifica en la bacteria más poliploide conocida. Los genomas de diferentes células de la misma población están muy próximos entre sí, el grado de su similitud es del 99,5%. Así, las poblaciones de T. magnifica , como muchas otras bacterias gigantes, son genéticamente homogéneas. La longitud total del genoma es de 11,5 a 12,2 millones de pares de bases (pb), con un tamaño medio del genoma bacteriano de 4 a 5 millones de pb. El genoma de T. magnifica incluye 11788 genes , por este indicador pasa por alto algunos eucariotas , como la levadura Saccharomyces cerevisiae y el moho Aspergillus nidulans [ 1] .

Metabolismo

Un análisis del repertorio de genes de T. magnifica mostró que esta bacteria es un quimiolitoautótrofo y es capaz de oxidar compuestos de azufre y fijar carbono autotróficamente . El genoma de la bacteria prácticamente no contiene genes necesarios para la reducción asimilatoria y disimilatoria del nitrato , por lo que T. magnifica sólo puede utilizar el nitrato como aceptor de electrones en la cadena respiratoria . Al mismo tiempo, se identificaron en el genoma de T. magnifica un gran número de genes asociados con la formación de metabolitos secundarios . Los grupos de genes de biosíntesis representan el 25,9% del genoma e incluyen muchos genes que codifican péptidos sintasas no ribosomales y policétido sintasas . Los autores de la descripción de la bacteria sugirieron que T. magnifica produce sustancias con actividad antibiótica , lo que explica la ausencia de una microbiota epibiótica en esta bacteria [1] .

Ciclo de vida

El genoma de T. magnifica carece de muchos genes que codifican proteínas involucradas en el proceso de fisión en procariotas , incluidas algunas peptidoglicano polimerasas : FtsA , ZipA, FtsE-FtsX, FtsI, FtsW y otras proteínas. Al mismo tiempo, la bacteria retuvo el conjunto completo de genes necesarios para la elongación celular. Es probable que la reducción en el número de genes necesarios para la división celular, junto con la conservación de los genes implicados en la elongación celular, sea la base de la aparición de las células gigantes de T. magnifica [1] .

El ciclo de vida de T. magnifica es dimórfico, con la bacteria dispersándose en forma de yemas apicales que se separan gradualmente de los extremos de enormes células. Al asentarse, los brotes apicales se convierten gradualmente en largas células filamentosas. Por lo tanto, la división en T. magnifica es asimétrica. Debido a la división asimétrica, las yemas apicales reciben solo una pequeña fracción de las copias del genoma [1] .

Historial de descubrimientos

Alrededor de 2012, Olivier Gros , biólogo marino de la Universidad de las Antillas y Guayana (que se dividió en la Universidad de las Antillas Francesas y la Universidad de Guayana en 2014 ) en Pointe-a-Pitre , se encontró con un extraño organismo que crecía como hilos delgados en la superficie de hojas de mangle en descomposición de la especie Rhizophora mangle en un pantano local . Solo después de 5 años, él y sus colegas llegaron a la conclusión de que su hallazgo eran bacterias. Tomó otros cinco años estudiar profundamente los organismos descubiertos y demostrar su complejidad de manera concluyente. No fue hasta 2022 que Jean-Marie Volland y sus colegas publicaron una descripción más completa de esta especie [2] [1] .

Notas

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Volland Jean-Marie , Gonzalez-Rizzo Silvina , Gros Olivier , Tyml Tomáš , Ivanova Natalia , Schulz Frederik , Goudeau Danielle , Elisabeth Nathalie H , Nath Nandita , Udwary Daniel , Malmstrom Rex R , Guidi- Rontani Chantal , Bolte-Kluge Susanne , Davies Karen M , Jean Maïtena R , Mansot Jean-Louis , Mouncey Nigel J , Angert Esther , Woyke Una bacteria de un centímetro de largo con ADN compartimentado en orgánulos unidos a membranas Date Shailesh V.,Tanja . - 2022. - 18 febrero. -doi : 10.1101/ 2022.02.16.480423 .
  2. ↑ La bacteria más grande jamás descubierta tiene una célula inesperadamente compleja  //  AAAS Articles DO Group. - 2022. - 23 de febrero. -doi : 10.1126 / ciencia.ada1620 .

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