Aquifex
| Klasyfikacja naukowa | |
|---|---|
| Aquifex | |
| Domena: | Bakteria |
| Gromada: | Aquificota |
| Zamówienie: | wodne |
| Rodzina: | Aquificaceae |
| Rodzaj: |
Aquifex Huber & Stetter 1992 |
| Wpisz gatunek | |
|
Aquifex pyrophilus |
|
| Gatunek | |
|
|
Aquifex to rodzaj bakterii należący do typu Aquificota . Istnieje jeden gatunek Aquifex o ważnej opublikowanej nazwie – A. pyrophilus – ale „ A. aeolicus ” jest czasami uważany za gatunek, chociaż nie ma statusu nazwy, ponieważ nie został opublikowany w sposób ważny ani skuteczny. Aquifex spp. są ekstremalnymi termofilami , najlepiej rosnącymi w temperaturze od 85°C do 95°C. Są członkami bakterii w przeciwieństwie do innych mieszkańców ekstremalnych środowisk, Archaea .
Aquifex spp. są bakteriami w kształcie pałeczek o długości od 2 do 6 µm , średnicy około 0,5 µm i są ruchliwe. Nie tworzą zarodników , są Gram-ujemnymi autotrofami . Aquifex oznacza po łacinie twórcę wody i odnosi się do faktu, że jego metoda oddychania tworzy wodę. Aquifex mają tendencję do tworzenia agregatów komórek składających się z maksymalnie 100 pojedynczych komórek.
Aquifex spp. są ciepłolubne i często rosną w pobliżu podwodnych wulkanów lub gorących źródeł . A. aeolicus potrzebuje tlenu do przeżycia, ale może rosnąć przy poziomie tlenu tak niskim jak 7,5 ppm. A. pyrophilus może nawet rosnąć beztlenowo , redukując azot zamiast tlenu. Podobnie jak inne bakterie termofilne, Aquifex ma ważne zastosowania w procesach przemysłowych.
Genom " A. aeolicus " został ukończony. Było to ułatwione dzięki temu, że długość genomu wynosi tylko około jednej trzeciej długości genomu E. coli . Porównanie A. aeolicus z innymi organizmami wykazało, że około 16% jego genów pochodzi z domeny Archaea . Uważa się, że członkowie tego rodzaju są jednymi z najwcześniejszych członków domeny eubakterii.
A. aeolicus odkryto na północ od Sycylii , podczas gdy A. pyrophilus po raz pierwszy znaleziono na północ od Islandii .
Struktura genomu
Kompletny genom A. aeolicus składa się z 1 551 335 par zasad z ponad 1500 otwartymi ramkami odczytu (ORF) lub chromosomalnymi sekwencjami kodującymi. Niezwykle duża część (ponad 90%) genomu to regiony kodujące białka i nie ma znaczących powtórzeń niekodujących . Chociaż A. aeolicus jest gęsty, wiele podjednostek enzymów używanych w procesach oddychania znajduje się w oddzielnych operonach . Wszelkie naprawy genomu są wykonywane przez białko, takie jak polimeraza DNA beta, występująca u większości eukariontów.
Metabolizm komórkowy
Aquifex wykorzystują podobne szlaki jak inne bakterie autotroficzne . Wiązanie węgla odbywa się za pomocą redukcyjnego cyklu TCA i tworzy acetylo-CoA, a także wiele innych materiałów biosyntetycznych. Wiele bakterii wykorzystuje produkty cyklu TCA w szlaku pentozofosforanowym i szlaku Entnera-Doudoroffa lub szlaku Embdena-Meyerhofa-Parnasa , jednak wiele enzymów niezbędnych do tych procesów glukoneogenezy nie zostało zidentyfikowanych u A. aeolicus , co sugeruje, że inny szlak może być użytym.
A. aeolicus potrzebuje tlenu w stężeniach wyższych niż 7,5 ppm do oddychania, podczas gdy A. pyrophilus jest zdolny do oddychania azotem, jednak oba gatunki mają geny reduktazy azotanowej i transportera azotanów zlokalizowane w ich genomie. enzymy używane w innych bakteriach do oddychania tlenem są używane przez Aquifex . Obecnych jest wiele innych oksydoreduktaz , jednak ich fizjologiczna rola jest nieznana. Tlenki Aquifex powodują tiosiarczan, cząsteczkowy wodór i siarkę w ich drogach oddechowych.
Filogeneza
Drzewa filogenetyczne oparte na rRNA małych podjednostek sugerują, że Aquificales to jedne z najwcześniejszych bakterii, które wyrosły z Archaea. Jednak drzewa filogenetyczne oparte na białku przeczą temu argumentowi. Dokładna filogeneza jest trudna do określenia z tego powodu i wielu poziomych transferów genów w obrębie linii. Czynniki te skłaniają wielu do przekonania, że gromada Aquifex jest podstawowa obok Thermotogota , innej gromady hipertermofilnej, lub jest częścią Campylobacterota , bardzo zróżnicowanej grupy gatunków żyjących w hydrotermach.
Potencjał badawczy
A. aeolicus jest używany jako organizm modelowy dla bakterii hipertermofilnych. Wiele badań dotyczyło hydrogenaz Aquifex do przeprowadzania odwracalnego utleniania diwodoru ( reakcji utleniania ) w ekstremalnie wysokich temperaturach. Sukces właściwości hydrogenaz Aquifex oznacza, że rodzaj ten jest możliwym odnawialnym biokatalizatorem dla wodorowych ogniw paliwowych.
Zobacz też
Linki zewnętrzne
- Aquifex z redagowanej przez studentów wiki o mikrobach na wydziale biologii Kenyon College.
- Prokarionty: rozwijający się zasób elektroniczny dla społeczności mirkobiologicznej. 2004. Springer-Verlag Nowy Jork, LLC.