Nanoarchaeum equitans es una especie de Archaea marinaque fue descubierta en 2002 en un respiradero hidrotermal frente a la costa de Islandia en la Cordillera Kolbeinsey por Karl Stetter . Se ha propuesto como la primera especie en un nuevo filo. También se encontraron cepas de este microbio en la cresta oceánica medio subpolar y en la piscina de obsidiana en el Parque Nacional de Yellowstone . Dado que crece a temperaturas cercanas a la ebullición, a unos 80 grados centígrados, se considera que es un termófilo . Crece mejor en entornos con un pH de 6 y una concentración de salinidad del 2%. Nanoarchaeumparece ser un simbionte obligado en el arqueo Ignicoccus ; Debe estar en contacto con el organismo huésped para sobrevivir. Nanoarchaeum equitans no puede sintetizar lípidos, sino que los obtiene de su huésped. Sus células tienen solo 400 nm de diámetro, lo que lo convierte en uno de los organismos celulares más pequeños conocidos y el arqueón más pequeño conocido.
El genoma de N. equitans consta de un solo cromosoma circular y tiene un contenido promedio de GC del 31,6%. Carece de casi todos los genes necesarios para la síntesis de aminoácidos , nucleótidos , cofactores y lípidos , pero codifica todo lo necesario para su reparación y replicación. Un total del 95% de su ADN codifica proteínas o moléculas de ARN estables.
N. equitans tiene pequeños apéndices que salen de su estructura circular. La superficie de la célula está cubierta por una capa S delgada, en forma de red , que proporciona estructura y protección para toda la célula.
El Thaumarchaeota o Thaumarchaea (del griego antiguo : θαῦμα , romanizado : thaûma , lit. 'milagro'), también conocido como Archaea del Grupo Marino I (MGI), es un filo del Archaea propuesto en 2008 después de que se secuenciara el genoma de Cenarchaeum symbiosum y se encontró que difiere significativamente de otros miembros del filo hipertermófilo Crenarchaeota . [18] [1] [19] Tres especies descritas además deC. symbosium son Nitrosopumilus maritimus , Nitrososphaera viennensis y Nitrososphaera gargensis . [1] El phylum se propuso en 2008 sobre la base de datos filogenéticos , como las secuencias de los genes de ARN ribosómico de estos organismos y la presencia de una forma de topoisomerasa tipo I que anteriormente se pensaba que era exclusiva de los eucariotas . [1] [20] Esta asignación fue confirmada por un análisis posterior publicado en 2010 que examinó los genomas de las arqueas oxidantes de amoníaco Nitrosopumilus maritimus y Nitrososphaera gargensis, concluyendo que estas especies forman un linaje distinto que incluye Cenarchaeum symbiosum . [21] El lípido crenarqueol se ha encontrado solo en Thaumarchaea, lo que lo convierte en un biomarcador potencial para el filo. [22] [23] La mayoría de los organismos de este linaje identificados hasta ahora son oxidantes de amoníaco quimiolitoautotróficos y pueden desempeñar papeles importantes en los ciclos biogeoquímicos , como el ciclo del nitrógeno y el ciclo del carbono . La secuencia metagenómica indica que constituyen ~ 1% del metagenoma de la superficie del mar en muchos sitios. [24]
Los lípidos GDGT derivados de Thaumarchaeota de sedimentos marinos se pueden utilizar para reconstruir temperaturas pasadas a través del proxy de temperatura de paleotensión TEX 86 , ya que estos lípidos varían en estructura según la temperatura. [25] Debido a que la mayoría de las Thaumarchaea parecen ser autótrofos que fijan el CO 2 , sus GDGT pueden actuar como un registro de las relaciones pasadas de Carbono-13 en el depósito de carbono inorgánico disuelto y, por lo tanto, tienen el potencial de ser utilizadas para reconstruir el ciclo del carbono en el pasado.
Metabolismo [ editar ]
Las thaumarchaea son importantes oxidantes de amoníaco en ambientes acuáticos y terrestres, y son las primeras arqueas identificadas como involucradas en la nitrificación . [26] Son capaces de oxidar amoníaco a concentraciones de sustrato mucho más bajas que las bacterias oxidantes de amoníaco , y por lo tanto probablemente dominen en condiciones oligotróficas. [23] [27] Su vía de oxidación de amoníaco requiere menos oxígeno que la de las bacterias oxidantes de amoníaco, por lo que funcionan mejor en entornos con bajas concentraciones de oxígeno como sedimentos y aguas termales. La Thaumarchaea oxidante de amoníaco se puede identificar metagenómicamente por la presencia de monooxigenasa de amoníaco arqueo ( amoA) genes, que indican que en general son más dominantes que las bacterias oxidantes de amoníaco. [23] Además del amoníaco, se ha demostrado que al menos una cepa de Thaumarchaeal puede usar urea como sustrato para la nitrificación. Esto permitiría la competencia con el fitoplancton que también crece en la urea. [28] Un estudio de microbios de plantas de tratamiento de aguas residuales encontró que no todos los Thaumarchaea que expresan genes amoA son oxidantes activos de amoníaco. Estas Thaumarchaea pueden ser capaces de oxidar metano en lugar de amoníaco, o pueden ser heterotróficas , lo que indica un potencial para una diversidad de estilos de vida metabólicos dentro del filo. [29] Marine Thaumarchaea también se ha demostrado que produceóxido nitroso , que como gas de efecto invernadero tiene implicaciones para el cambio climático . El análisis isotópico indica que la mayor parte del flujo de óxido nitroso a la atmósfera desde el océano, que proporciona alrededor del 30% del flujo natural, puede deberse a las actividades metabólicas de las arqueas. [30]
Muchos miembros del filo asimilan carbono fijando HCO 3 - . [24] Esto se hace usando un ciclo de hidroxipropionato / hidroxibutirato similar al de Crenarchaea pero que parece haber evolucionado de manera independiente. Todos los Thaumarchaea que han sido identificados por metagenómica hasta ahora codifican esta vía. Notablemente, la Thaumarchaeal CO 2 vía -fixation es más eficiente que cualquier vía autótrofa aeróbico conocido. Esta eficiencia ayuda a explicar su capacidad de prosperar en entornos con pocos nutrientes. [27] Algunas Thaumarchaea como Nitrosopumilus maritimus pueden incorporar carbono orgánico e inorgánico, lo que indica una capacidad de mixotrofia .[24] Al menos dos cepas aisladas se han identificado como mixótrofos obligados, lo que significa que requieren una fuente de carbono orgánico para crecer. [28]
Un estudio ha revelado que Thaumarchaeota son probablemente los productores dominantes de la vitamina B12 crítica . Este hallazgo tiene implicaciones importantes para el fitoplancton eucariota , muchos de los cuales son auxotróficos y deben adquirir vitamina B 12 del medio ambiente; así, la Thaumarchaea podría desempeñar un papel en la proliferación de algas y, por extensión, en los niveles globales de dióxido de carbono atmosférico . Debido a la importancia de la vitamina B 12 en procesos biológicos como el ciclo del ácido cítrico y la síntesis de ADN , la producción de esta por la Thaumarchaea puede ser importante para una gran cantidad de organismos acuáticos. [31]
Medio ambiente [ editar ]
Muchas Thaumarchaea, como Nitrosopumilus maritimus , son marinas y viven en el océano abierto. [24] La mayoría de estas Thaumarchaea planctónicas se distribuyen en la zona subfótica, entre 100 my 350 m. [22] Otras Thaumarchaea marinas viven en aguas poco profundas. Un estudio ha identificado dos nuevas especies de Thaumarchaeota que viven en el ambiente sulfídico de un manglar tropical . De estas dos especies, Candidatus Giganthauma insulaporcus y Candidatus Giganthauma karukerense , esta última está asociada con Gammaproteobacteria con la que puede tener una relación simbiótica, aunque la naturaleza de esta relación es desconocida. Las dos especies son muy grandes, formando filamentos más grandes que nunca antes observados en arqueas. Como con muchos Thaumarchaea, son mesofílicos . [32] El análisis genético y la observación de que los genomas de Thaumarchaeal identificados más basalmente provienen de ambientes cálidos sugieren que el antepasado de Thaumarchaeota fue termofílico y evolucionó mesofílicamente más tarde.
Los Cenarchaeales son una orden de los Thermoprotei , una clase de Archaea.
Los nitrosopumilales son un orden de la clase Archaea Thermoprotei .
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| Micrografía electrónica de barrido de la cultura de enriquecimiento de Obsidian Pool , que muestra Korarchaeota. | |
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Korarchaeota
Barns y col. 1996
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En taxonomía , los Korarchaeota son un filo de las Archaea . [1] El nombre se deriva del sustantivo griego koros o kore, que significa hombre joven o mujer joven, y el adjetivo griego archaios que significa antiguo. [2] También se les conoce como Xenarchaeota .
Taxonomía [ editar ]
Korarchaeota es considerado como un phylum , que en sí mismo forma parte del superphylum arqueológico TACK que abarca Thaumarchaeota , Aigarchaeota , Crenarchaeota y Korarchaeota. [3]
Filogenia [ editar ]
El análisis de sus secuencias del gen 16S rRNA sugiere que son un linaje profundamente ramificado que no pertenece a los principales grupos arqueológicos, Crenarchaeota y Euryarchaeota . [4] El análisis del genoma de una korarchaeote que se enriqueció de un cultivo mixto reveló una serie de características similares a las de Crenarchaeota y Euryarchaeota y respalda la hipótesis de una ascendencia de ramificación profunda. [5]
Especie de referencia [ editar ]
La cepa Korarchaeum cryptofilum se cultivó en un cultivo de enriquecimiento de una fuente termal en el Parque Nacional de Yellowstone en EE. UU. 2008. [5] Las células son largas y con forma de aguja, lo que le dio a la especie su nombre, aludiendo a sus "filamentos crípticos".
Ecología [ editar ]
La Korarchaeota solo se ha encontrado en ambientes hidrotermales. Parecen haberse diversificado a diferentes niveles filogenéticos según la temperatura, la salinidad (agua dulce o de mar) y / o la geografía. [6] Korarchaeota se ha encontrado en la naturaleza en poca abundancia. [6] [7] [8]
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