Hidrogenosomas

El hidrogenosoma es un orgánulo de  membrana cerrada de algunos organismos anaerobios unicelulares como ciliados , Trichomonas y hongos . Al igual que las mitocondrias , los hidrogenosomas aportan energía a las células, pero a diferencia de las primeras, funcionan en ausencia de oxígeno . En los anaerobios obligados, el oxígeno molecular provoca la muerte de los hidrogenosomas.

Los hidrogenosomas de Trichomonas (los más estudiados entre los microorganismos que contienen hidrogenosomas) liberan hidrógeno molecular , acetato , dióxido de carbono y producen ATP al combinar la acción de las enzimas piruvato: ferredoxina oxidorreductasa, hidrogenasa , acetato succinato-CoA transferasa y succinato tioquinasa. También contienen superóxido dismutasa , malato deshidrogenasa (descarboxilante), ferredoxina , adenilato quinasa y NADH: ferredoxina oxidorreductasa. Se cree que estos orgánulos han evolucionado a partir de bacterias anaerobias endosimbióticas o arqueas , aunque en el caso de Trichomonas, la cuestión sigue abierta. También se sugiere que pueden ser mitocondrias altamente modificadas [2] .

Los hidrogenosomas reemplazan a las mitocondrias con loricíferos multicelulares que viven en los sedimentos del fondo de la depresión de Atalanta , a una profundidad de más de tres mil metros (zona de difícil acceso del mar Mediterráneo ). El descubrimiento de organismos multicelulares con orgánulos similares a hidrogenosomas se informó en 2010. [3]

Historia

Los hidrogenosomas fueron aislados y bioquímicamente descritos por primera vez en 1970 por D. G. Lindmark y M. Müller de la Universidad Rockefeller . [4] También demostraron por primera vez la presencia de piruvato: ferredoxina oxidorreductasa e hidrogenasa en eucariotas . Posteriormente, se estudió la citología bioquímica y la organización subcelular de parásitos unicelulares anaerobios ( Trichomonas vaginalis , Tritrichomonas fetus , Monocercomonas sp., Giardia lamblia , Entamoeba sp. y Hexamita inflata ). Utilizando los resultados de todo este trabajo, en 1976 explicaron el mecanismo de acción del metronidazol . Hoy en día, el metronidazol es reconocido como el fármaco de quimioterapia estándar de oro para el tratamiento de infecciones anaerobias causadas por procariotas ( Clostridium , Bacteroides , Helicobacter ) y eucariotas ( Trichomonas, Tritrichomonas, Giardia, Entamoeba ). El metronidazol ingresa al patógeno a través de la difusión. Allí, se reduce de forma no enzimática por la ferredoxina reducida producida por la enzima piruvato: ferredoxina oxidorreductasa. Como resultado, se sintetiza un producto que es tóxico para las células anaerobias. Este mecanismo permite que el fármaco se acumule selectivamente solo en las células anaerobias.

Descripción

Los hidrogenosomas tienen aproximadamente 1 micrómetro de diámetro, pero bajo la influencia de condiciones adversas pueden crecer hasta 2 micrómetros [5] y se denominaron así porque producen hidrógeno molecular. Al igual que las mitocondrias , están rodeadas por membranas dobles y tienen proyecciones similares a las crestas mitocondriales . Algunos hidrogenosomas pueden haber evolucionado a partir de las mitocondrias a través de la pérdida de algunas propiedades y la pérdida de la mayor parte del genoma . El genoma hidrogenosómico se puede encontrar en Neocallimastix , Trichomonas vaginalis y Tritrichomonas fetus . [6] También se ha encontrado en ciliados que viven en los intestinos de una cucaracha  : Nyctotherus ovalis , [7] y straminopila Blastocystis . Esta similitud entre Nyctotherus y Blastocystis , que son parientes muy lejanos, se explica por la evolución convergente, que, sin embargo, plantea la cuestión de la existencia de límites claros entre las mitocondrias, los hidrogenosomas y los mitosomas (otro tipo de mitocondrias degradadas). [ocho]

Investigación

Los hidrogenosomas se han estudiado principalmente en parásitos de transmisión sexual ( Trichomonas vaginalis y Tritrichomonas fetus ) y en quitridiomicetos cicatriciales como Neocallimastix .

El ciliado anaeróbico Nyctotherus ovalis , que se encuentra en el intestino de algunas especies de cucarachas, tiene numerosos hidrogenosomas que están estrechamente relacionados con las arqueas productoras de metano endosimbióticas . Estos últimos utilizan activamente el hidrógeno liberado por los hidrogenosomas. La matriz de los hidrogenosomas de N. ovalis contiene estructuras parecidas a ribosomas del mismo tamaño que los ribosomas 70S de las arqueas que las habitan. Esto indicaba la posible presencia de un genoma en ellos, que fue descubierto por Akhmanova y luego secuenciado por Boksma. [7] [9] Además, se descubrieron tres especies de lorifitsera multicelulares  de los géneros Spinoloricus , Rugiloricus y Pliciloricus , que viven en las grandes profundidades del mar Mediterráneo y utilizan hidrogenosomas en sus ciclos metabólicos anaeróbicos. [10] [11]

Véase también

Fuentes

  1. ↑ Müller M., Lindmark DG Respiración de hidrogenosomas de Tritrichomonas foetus. II. Efecto de CoA en la oxidación del piruvato  (inglés)  // J. Biol. química  : diario. - 1978. - febrero ( vol. 253 , no. 4 ). - P. 1215-1218 . —PMID 624726 .  (enlace no disponible)
  2. ↑ Zoología de invertebrados en dos volúmenes editado por W. Westheide y R. Rieger
  3. ↑ Danovaro R., Dell'anno A., Pusceddu A., Gambi C., Heiner I., Kristensen RM  El primer metazoo que vive en condiciones anóxicas permanentes  // BMC Biol : diario. - 2010. - Abril ( vol. 8 , no. 1 ). — Pág. 30 . -doi : 10.1186 / 1741-7007-8-30 . —PMID 20370908 .
  4. ↑ Lindmark DG, Müller M. Hidrogenosoma, un orgánulo citoplasmático del flagelado anaeróbico Tritrichomonas fetus y su función en el metabolismo del piruvato  //  J. Biol. química  : diario. - 1973. - noviembre ( vol. 248 , n. 22 ). - Pág. 7724-7728 . —PMID 4750424 .
  5. ↑ Benchimol, M. Hydrogenosomes under microscopy  (neopr.)  // Tissue & cell. - 2009. - T. 41 , N º 3 . - S. 151-168 . -doi : 10.1016/ j.tice.2009.01.001 . — PMID 19297000 .
  6. ↑ van der Giezen M., Tovar J., Clark C.G. Organelos derivados de mitocondrias en protistas y hongos   // Int . Rvdo. citol. : diario. - 2005. - vol. 244 . - pág. 175-225 . -doi : 10.1016 / S0074-7696(05)44005-X . — PMID 16157181 .
  7. ↑ 1 2 Akhmanova A., Voncken F., van Alen T., et al. Un hidrogenosoma con genoma   // Nature . - 1998. - diciembre ( vol. 396 , no. 6711 ). - pág. 527-528 . -doi : 10.1038/ 25023 . —PMID 9859986 .
  8. ↑ Stechmann, A; Hamblin, K; Pérez-brocal, V; Gastón, D; Richmond, Gs; Van, Der; Clark, CG; Roger, Aj. Organelos en Blastocystis que desdibujan la distinción entre mitocondrias e hidrogenosomas  (inglés)  // Biología actual: CB  : revista. - 2008. - Abril ( vol. 18 , no. 8 ). - Pág. 580-585 . -doi : 10.1016 / j.cub.2008.03.037 . —PMID 18403202 .
  9. ↑ Boxma B., de Graaf RM, van der Staay GW, et al. Una mitocondria anaeróbica que produce hidrógeno   // Naturaleza . - 2005. - marzo ( vol. 434 , núm. 7029 ). - Pág. 74-9 . -doi : 10.1038/ naturaleza03343 . — PMID 15744302 .
  10. ↑ Colmillo, Janet. Los animales prosperan sin oxígeno en el fondo del mar   // Naturaleza . - Nature Publishing Group, 2010. - 6 de abril ( vol. 464 , no. 7290 ). — Pág. 825 . -doi : 10.1038/ 464825b . — PMID 20376121 .
  11. ↑ Roberto Danovaro et al.  El primer metazoo viviendo en condiciones permanentemente anóxicas  // BMC Biology : diario. - 2010. - Vol. 8 , núm. 30 . — Pág. 30 . -doi : 10.1186 / 1741-7007-8-30 . —PMID 20370908 .

Enlaces

  Ir al elemento de Wikidata  diccionarios y enciclopedias