Aquifex

Aquifex es un género bacteriano, perteneciente al filo Aquificota. Hay una especie de Aquifex con un nombre publicado válidamente: A. pyrophilus – pero "A. eólico" a veces se considera especie aunque no tiene valor como nombre dado que no ha sido publicada válida o efectivamente. Aquifex spp. son termófilos extremos y crecen mejor a temperaturas de 85 °C a 95 °C. Son miembros de las Bacteria a diferencia de otros habitantes de ambientes extremos, las Archaea.

Aquifex spp. Son bacterias con forma de bastón, con una longitud de 2 a 6 µm, un diámetro de aproximadamente 0,5 µm y móviles. Son autótrofos Gram negativos que no forman esporas. Aquifex significa fabricante de agua en latín, y se refiere a que su método de respiración crea agua. Los Aquifex tienden a formar agregados celulares compuestos por hasta 100 células individuales.

Aquifex spp. Son termófilos y a menudo crecen cerca de volcanes submarinos o fuentes termales. A. aeolicus requiere oxígeno para sobrevivir, pero puede crecer en niveles de oxígeno tan bajos como 7,5 ppm. A. pyrophilus puede incluso crecer anaeróbicamente reduciendo el nitrógeno en lugar del oxígeno. Al igual que otras bacterias termófilas, Aquifex tiene usos importantes en procesos industriales.

El genoma de "A. eólico" se ha completado.^, Esto fue facilitado por el hecho de que la longitud del genoma es sólo aproximadamente un tercio de la longitud del genoma de E. coli. Comparación del A. aeolicus a otros organismos mostró que alrededor del 16% de sus genes se originaban en el dominio Archaea. Se cree que los miembros de este género son algunos de los primeros miembros del dominio de las eubacterias.

"A. eólico" fue descubierto al norte de Sicilia, mientras que A. pyrophilus se encontró por primera vez justo al norte de Islandia.

Estructura del genoma

El genoma completo de A. aeolicus consta de 1.551.335 pares de bases con más de 1.500 marcos de lectura abiertos (ORF) o secuencias codificantes cromosómicas. Una porción extremadamente grande (más del 90%) del genoma son regiones codificantes de proteínas y no hay repeticiones no codificantes significativas. Aunque el A. aeolicus es denso, muchas subunidades enzimáticas utilizadas para los procesos respiratorios se encuentran en operones separados. Cualquier reparación del genoma se realiza mediante una proteína como la ADN polimerasa beta que se encuentra en la mayoría de los eucariotas.

Metabolismo celular

Las vías de respiración y fijación de

Aquifex utilizan vías similares a las de otras bacterias autótrofas. La fijación de carbono se realiza mediante el ciclo reductivo del TCA y forma acetil-CoA, así como muchos otros materiales biosintéticos. Muchas bacterias utilizan productos del ciclo del TCA en la vía de las pentosas-fosfato y en la vía de Entner-Doudoroff o en la vía de Embden-Meyerhof-Parnas; sin embargo, muchas enzimas que son necesarias para estos procesos gluconeogénicos no se han identificado en A. aeolicus sugiriendo que se podría utilizar una vía diferente.

A. aeolicus necesita oxígeno en concentraciones superiores a 7,5 ppm para realizar la respiración, mientras que A. pyrophilus es capaz de respirar con nitrógeno; sin embargo, ambas especies tienen genes de nitrato reductasa y transportadores de nitrato ubicados dentro de su genoma. Aquifex utiliza las enzimas utilizadas en otras bacterias para la respiración de oxígeno. Muchas otras oxidorreductasas están presentes, aunque se desconoce su función fisiológica. Aquifex oxida tiosulfato, hidrógeno molecular y azufre en sus vías respiratorias.

Filogenia

Los árboles filogenéticos que se basan en ARNr de subunidades pequeñas sugieren que los Aquificales son algunas de las primeras bacterias que se ramificaron a partir de Archaea. Sin embargo, los árboles filogenéticos basados en proteínas contradicen este argumento. La filogenia exacta es difícil de determinar debido a esto y a las numerosas transferencias horizontales de genes dentro del linaje. Estos factores llevan a muchos a creer que el filo de Aquifex es basal junto a Thermotogota, otro filo hipertermófilo, o que es parte de Campylobacterota, un grupo muy diverso de especies que habitan en zonas hidrotermales. .

Potencial de investigación

A. aeolicus se utiliza como organismo modelo para la bacteria hipertermófila. Muchos estudios han analizado la capacidad de las hidrogenasas Aquifex para realizar la oxidación reversible del dihidrógeno (la reacción de oxidación) a temperaturas extremadamente altas. El éxito de las propiedades dentro de las hidrogenasas de Aquifex marcan al género como posibles biocatalizadores renovables para pilas de combustible basadas en hidrógeno.