Rhodobacter capsulatus

Rhodobacter capsulatus
Clasificación científica
Dominio: Bacteria
Filo: Proteobacteria
Clase: Alphaproteobacteria
Orde: Rhodobacterales
Familia: Rhodobacteraceae
Xénero: Rhodobacter
Especie: R. capsulatus
Nome binomial
Rhodobacter capsulatus
(Molisch 1907) Imhoff et al. 1984[1]
Sinonimia[2]

Rhodopseudomonas capsulata

Rhodobacter capsulatus é unha especie de bacteria púrpura, un grupo de bacterias que pode obter enerxía por medio da fotosíntese.[3]

Desta bacteria secuenciouse o xenoma completo,[4] o cal pode consultarse publicamente.[5]

Descubrimento

[editar | editar a fonte]

O descubrimento de Rhodobacter capsulatus atribúese ao botánico checo-austríaco Hans Molisch. Este microorganismo, que daquela recibía o nome de Rhodonostoc capsulatum, foi identificado por este autor en 1907 no seu libro Die Purpurbakterien nach neuen Untersuchungen.[6] Despois, C. B. van Niel caracterizou con máis detalle a especie en 1944 e foi renomeada como Rhodopseudomonas capsulata. Van Niel inicialmente describiu 16 cepas de R. capsulata que conseguiu cultivar a partir de mostras de lama recollidas en California e Cuba.[7] En 1984, a especie volveu ser reclasificada como Rhodobacter capsulatus coa introdución do xénero Rhodobacter. Este xénero foi introducido para diferenciar mellor as especies de Rhodopseudomonas con características morfolóxicas diferentes como as que tiñan membranas intracitoplasmáticas vesiculares (compartimentos rodeados de membrana que adoitan estar implicados na fotosíntese),[8] como é o caso de R. capsulatus e R. sphaeroides.[1]

Características xenómicas

[editar | editar a fonte]

O xenoma de R. capusulatus consta dun cromosoma grande e un plásmido. Primeiramente utilizouse a secuenciación de Sanger para ensamblar o xenoma. O xenoma completo foi despois analizado usando varios programas: Critica, Glimmer, RNAmmer, tRNAscan, e ARAGORN. Todos estes programas identifican diferentes grupos de xenes, incluíndo os codificantes de proteínas, e xenes de ARNt, ARNtm, e ARNr. O cromosoma é de aproximadamente 3,7-Mb con 3.531 marcos de lectura abertos (ORFs), mentres que o plásmido é máis pequeno, de 133-kb e con 154 ORFs. Dos 3.531 ORFs do cromosoma, a 3.100 asignóuselles unha función coñecida. Outros 610 ORFs tiñan semellanzas con xenes coñecidos, pero as súas funcións aínda non están probadas. O resto dos ORFs eran novos, sen nada similar nas bases de datos UniRef90, NCBI-NR, COG ou KEGG usadas para as comparacións. O material xenético tiña un alto contido GC do 66,6%. R. capsulatus contén todos os xenes necesarios para producir os 20 aminoácidos proteicos, e tamén contén 42 xenes de transposase e 237 xenes de bacteriófago, incluíndo o axente de transferencia de xenes (GTA). Os datos do cromosoma poden encontrarse na base de datos do NCBI como CP001312, e os do plásmido teñen o número de acceso CP001313.[9]

Ecoloxía

[editar | editar a fonte]

Estas bacterias prefiren ambientes acuosos[6] como os que rodean as fontes de auga naturais ou as augas residuais.[10] R. capsulatus foi illada nos Estados Unidos de América e Cuba.[11] Inicialmente, esta bacteria podía cultivarse no laboratorio en mostras en placas tomadas do ambiente con medio RCVBN (ácido DL-málico, sulfato amónico, biotina, ácido nicotínico, elementos traza e algúns compostos adicionais) e incubándoa anaerobicamente con moita luz. As colonias destas placas podían despois ser illadas, cultivadas en cultivos puros e identificadas como R. capsulatus.[10] Coa secuenciación do seu xenoma realizada, pode agora utilizarse a secuenciación do ARN e ADN para identificar esta especie.[5][12]

Morfoloxía e características fisiolóxicas

[editar | editar a fonte]

R. capsulatus é unha bacteria fototrófica con algunhas características distintivas. Poden crecer tomando a forma de bacilos ou de cocobacilos móbiles, o cal depende do seu ambiente. A pH menor de 7 a bacteria é esférica e forma cadeas. Cando o pH sobe de 7 cambia á morfoloxía de bacilo. A lonxitude da bacteria coa forma de bacilo depende tamén do pH; a célula alóngase a medida que o pH sobe. Na súa forma de bacilo tamén tende a formar cadeas que están curvadas na natureza. O artigo orixinal describíaas como "zigzageantes".[13] En resposta ao estrés a pH 8 ou maior a célula mostra pleiomorfismo, ou un crecemento filamentoso anormal e produce unha substancia limosa para a protección. O cultivo anaerobio do organismo produce unha cor marrón, no espectro do marrón amarelado ao vermellón. En medios que conteñan malonato, a cor observada é marrón avermellado ou vermellón. Cando o organismo crece aerobicamente prodúcese unha cor vermella. Esta especie non crece por riba de 30 °C, e crece entre os pHs 6 e 8,5, aínda que no artigo da caracterización da especie non se sinalaron temperaturas específicas e pH óptimos explicitamente.[13] Aínda que a maioría das especies de Rhodobacter son de auga doce e teñen pouca tolerancia ao sal, algunhas cepas de R. capsulatus parecen tolerar ata 0,3 M de NaCl dependendo da súa fonte de nitróxeno.[14]

Metabolismo

[editar | editar a fonte]

Como é unha bacteria púrpura non do xofre, pode crecer aerobicamente sen luz, ou anaerobicamente con luz e tamén pode fermentar.[15] Tamén pode realizar a fixación do nitróxeno.[16] En canto ás fontes de carbono, R. capsulatus pode utilizar glicosa, frutosa, alanina, ácido glutámico, propionato, ácido glutárico e outros ácidos orgánicos. Porén, non pode usar manitol, tartrato, citrato, gliconato, etanol, sorbitol, manosa e leucina, o cal é unha característica única de R. capsulatus comparada con outras especies do xénero. Os enriquecementos máis exitosos para esta especie son con proprionato e ácidos orgánicos.[13] En condicións fotoheterótrofas, a cepa R. capsulatus B10 pode usar o acetato como única fonte de carbono, pero o mecanismo que utiliza non foi identificado.[17] As cepas estudadas non hidrolizan a xelatina.[13]

Importancia

[editar | editar a fonte]
Artigo principal: Axente de transferencia de xenes.

Rhodobacter capsulatus foi o primeiro organismo no que se observou que producía axentes de transferencia de xenes. Un axente de transferencia de xenes (GTA polas súas siglas en inglés) é unha partícula similar a un fago que transfire pequenas cantidades de ADN desde o cromosoma da célula produtora para colaborar na transferencia horizontal de xenes. O ADN empaquetado nestas partículas é tamén aleatorio; non contén todos os xenes necesarios para a produción de GTA. Aínda que son un pouco similares a partículas transdutoras, os GTAs non se crean por accidente cando un fago está empaquetando o seu ADN en novas partículas virais. Os xenes dos GTAs e a súa regulación están controladas pola propia célula, non por un fago.[18] Estas partrículas identificáronse primeiro cando os investigadores puxeron en cocultivo varias cepas diferentes resistentes a antibióticos de R. capsulatus e observaron cepas con dobre resistencia. Este intercambio de ADN foi observado primeiro cando se eliminou o contacto entre células e se engadiron DNases, o cal lles permitía descartar como causa a conxugación bacteriana e a transformación. Pouco despois identificouse un pequeno axente filtrable como fonte deste intercambio xenético.[19] Cando se creou unha cepa mutante que sobreproduce estes axentes, probouse que as partículas non eran producidas por un fago, senón pola propia R. capsulatus.[20] Unha vez que se secuenciaron os xenes para a produción de GTA, atopáronse máis especies que producían GTAs, o que fixo que a partir de entón o axente de transferencia de xenes de Rhodobacter capsulatus fose abreviado como RcGTA (en vez de simplemente GTA).[18] Suxeriuse que as condicións ambientais difíciles poden desencadear que a célula empece a producir GTAs, o que permitiría que o ADN xenómico se compartise con outras células e incrementase a diversidade xenética global da poboación.[21]

Véxase tamén

[editar | editar a fonte]

Outros artigos

[editar | editar a fonte]

Notas

[editar | editar a fonte]
  1. ↑ 1,0 1,1 Imhoff JF, Trüper HG, Pfennig N (xullo de 1984). "Rearrangement of the Species and Genera of the Phototrophic "Purple Nonsulfur Bacteria"". International Journal of Systematic Bacteriology 34 (3): 340–343. doi:10.1099/00207713-34-3-340. 
  2. ↑ "Rhodobacter capsulatus (Rhodopseudomonas capsulata)". UniProt. Consultado o 8 de decembro de 2015. 
  3. ↑ "Rhodobacter capsulatus - Taxonomy Browser". StrainInfo. Arquivado dende o orixinal o 08 de decembro de 2015. Consultado o 8 de decembro de 2015. 
  4. ↑ Strnad H, Lapidus A, Paces J, Ulbrich P, Vlcek C, Paces V, Haselkorn R (xullo de 2010). "Complete genome sequence of the photosynthetic purple nonsulfur bacterium Rhodobacter capsulatus SB 1003". Journal of Bacteriology 192 (13): 3545–6. PMC 2897665. PMID 20418398. doi:10.1128/JB.00366-10. 
  5. ↑ 5,0 5,1 "KEGG GENOME: Rhodobacter capsulatus". Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes. Consultado o 8 de decembro de 2015. 
  6. ↑ 6,0 6,1 Molisch, Hans (1907). Die Purpurbakterien nach neuen Untersuchungen. 
  7. ↑ van Niel CB (marzo de 1944). "The Culture, General Physiology, Morphology, and Classification of the Non-Sulfur Purple and Brown Bacteria". Bacteriological Reviews 8 (1): 1–118. PMC 440875. PMID 16350090. doi:10.1128/MMBR.8.1.1-118.1944. 
  8. ↑ LaSarre B, Kysela DT, Stein BD, Ducret A, Brun YV, McKinlay JB (xullo de 2018). "Restricted Localization of Photosynthetic Intracytoplasmic Membranes (ICMs) in Multiple Genera of Purple Nonsulfur Bacteria". mBio 9 (4). PMC 6030561. PMID 29970460. doi:10.1128/mbio.00780-18. 
  9. ↑ Strnad, Hynek; Lapidus, Alla; Paces, Jan; Ulbrich, Pavel; Vlcek, Cestmir; Paces, Vaclav; Haselkorn, Robert (2010-07-01). "Complete Genome Sequence of the Photosynthetic Purple Nonsulfur Bacterium Rhodobacter capsulatus SB 1003". Journal of Bacteriology (en inglés) 192 (13): 3545–3546. ISSN 0021-9193. PMID 20418398. doi:10.1128/JB.00366-10. Arquivado dende o orixinal o 13 de abril de 2020. Consultado o 06 de agosto de 2021. 
  10. ↑ 10,0 10,1 Weaver PF, Wall JD, Gest H (novembro de 1975). "Characterization of Rhodopseudomonas capsulata". Archives of Microbiology 105 (3): 207–16. PMID 1103769. doi:10.1007/BF00447139. 
  11. ↑ Pujalte MJ, Lucena T, Ruvira MA, Arahal DR, Macián MC (2014). "The Family Rhodobacteraceae". The Prokaryotes. Springer Berlin Heidelberg. pp. 439–512. ISBN 978-3-642-30196-4. doi:10.1007/978-3-642-30197-1_377. 
  12. ↑ Strnad H, Lapidus A, Paces J, Ulbrich P, Vlcek C, Paces V, Haselkorn R (xullo de 2010). "Complete genome sequence of the photosynthetic purple nonsulfur bacterium Rhodobacter capsulatus SB 1003". Journal of Bacteriology 192 (13): 3545–6. PMID 20418398. doi:10.1128/JB.00366-10. Arquivado dende o orixinal o 13 de abril de 2020. Consultado o 06 de agosto de 2021. 
  13. ↑ 13,0 13,1 13,2 13,3 van Niel, C. B. (1944). "THE CULTURE, GENERAL PHYSIOLOGY, MORPHOLOGY, AND CLASSIFICATION OF THE NON-SULFUR PURPLE AND BROWN BACTERIA". Bacteriological Reviews 8 (1): 1–118. ISSN 0005-3678. PMC 440875. PMID 16350090. doi:10.1128/MMBR.8.1.1-118.1944. 
  14. ↑ Igeno, M I; Del Moral, C G; Castillo, F; Caballero, F J (1995-08). "Halotolerance of the Phototrophic Bacterium Rhodobacter capsulatus E1F1 Is Dependent on the Nitrogen Source". Applied and Environmental Microbiology 61 (8): 2970–2975. ISSN 0099-2240. doi:10.1128/aem.61.8.2970-2975.1995. 
  15. ↑ Tichi, Mary A.; Tabita, F. Robert (2001-11-01). "Interactive Control of Rhodobacter capsulatus Redox-Balancing Systems during Phototrophic Metabolism". Journal of Bacteriology (en inglés) 183 (21): 6344–6354. ISSN 0021-9193. PMID 11591679. doi:10.1128/JB.183.21.6344-6354.2001. Arquivado dende o orixinal o 08 de marzo de 2021. Consultado o 06 de agosto de 2021. 
  16. ↑ "Rhodobacter capsulatus (ID 1096) - Genome - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov. Consultado o 2020-04-13. 
  17. ↑ Petushkova, E. P.; Tsygankov, A. A. (2017-05-01). "Acetate metabolism in the purple non-sulfur bacterium Rhodobacter capsulatus". Biochemistry (Moscow) (en inglés) 82 (5): 587–605. ISSN 1608-3040. PMID 28601069. doi:10.1134/S0006297917050078. 
  18. ↑ 18,0 18,1 Lang AS, Zhaxybayeva O, Beatty JT (xuño de 2012). "Gene transfer agents: phage-like elements of genetic exchange". Nature Reviews. Microbiology 10 (7): 472–82. PMC 3626599. PMID 22683880. doi:10.1038/nrmicro2802. 
  19. ↑ Marrs B (marzo de 1974). "Genetic recombination in Rhodopseudomonas capsulata". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 71 (3): 971–3. Bibcode:1974PNAS...71..971M. PMC 388139. PMID 4522805. doi:10.1073/pnas.71.3.971. 
  20. ↑ Yen HC, Hu NT, Marrs BL (xuño de 1979). "Characterization of the gene transfer agent made by an overproducer mutant of Rhodopseudomonas capsulata". Journal of Molecular Biology 131 (2): 157–68. PMID 490646. doi:10.1016/0022-2836(79)90071-8. 
  21. ↑ Lang AS, Beatty JT (xaneiro de 2000). "Genetic analysis of a bacterial genetic exchange element: the gene transfer agent of Rhodobacter capsulatus". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 97 (2): 859–64. Bibcode:2000PNAS...97..859L. PMC 15421. PMID 10639170. doi:10.1073/pnas.97.2.859.