Articles

carboxyoma: definició, explicacions

Definició carboxysome:

El carboxisoma són microcomatiments en cèl·lules bacterianes que contenen enzims de fixació de carboni. Aquests són els cossos de proteïna polièdrica monocapa de 80 a 140 nanòmetres de diàmetre. Constitueixen la major part del mecanisme de concentració de CO2.

Model per a l’estructura de la carboxysome:
estructura de carboxysome
la vista De carboxyoma i estructures bacterianes relacionades mostra el rubisco i l’anhidrasa carbònica que s’organitzen en un nucli enzimàtic (organitzat per diverses proteïnes centrals) i encapsulades en una carcassa de proteïnes.

El carboxysoma, de vegades anomenat cos citoplasmàtic polièdric, és una inclusió citoplasmàtica de forma polièdrica present en certs bacteris. Conté l’enzim ribulosa-1,5-bisfosfat-carboxilasa-oxigenasa (Rubisco), responsable de fixar el diòxid de carboni durant la fotosíntesi.
carboxisos són un exemple d’un grup més gran de microcompartments de proteïnes bacterians (microcompartments bacterians) amb diferents funcions, Però estructures similars, basades en una homologia de les famílies de proteïnes de membrana.
El carboxisoma són microcompatiments bacterians que contenen enzims implicats en la fixació de carboni. Consisteixen en petxines de proteïnes polièdrics d’uns 80-140nòmetres de diàmetre. Es creu que tenen la funció de concentrar el diòxid de carboni per superar la ineficiència de Rubisco, enzim predominant en la fixació del carboni limitant el carboni i l’enzim (factor limitant) del cicle de Calvin.
Aquests microcompartions estan en totes les cianobacteris i en Molts bacteris quimotròfics que estableixen diòxid de carboni. Cyanobacteria Carboxisoma en forma d’organisme polièdric conté Rubisco, especialment en bacteris nitrificants, bacteris fotosintètics i bacteris quimiolitotròfics. En concret, carboxysomes es troben a totes les cianobacteris i thiobacils (Thiobacillus).

Estructura, arquitectura:

Estructuralment, el carboxysoma té 20 facetes o quasi-icosahedres, normalment 80 a 120 nanòmetres de diàmetre. El carboxyoma té una membrana externa que consta de diverses miler de subunitats de proteïnes, que encapsula dos enzims, anhidraso carbònic i ribulosodiphosphalat de carboxilasa.
Hi ha dos tipus de carboxisoma: α-carboxisomes i β-carboxysomes, que difereixen per la seva composició en proteïnes. En α-carboxysomas, hi ha el tipus Rubisco I, que es distribueix en diverses capes, i els gens responsables de la síntesi de les proteïnes carboximínies s’organitzen en un operador. En β-carboxiosomes, hi ha el tipus Rubisco II, que no té subunitats reguladores restringides i s’organitza en una estructura paracristal densa mitjançant una proteïna especial, i els seus gens formen diversos grups independents. Els cianobacteris de α-carboxysomas viuen en un entorn on la quantitat de diòxid de carboni dissolt és il·limitat (per exemple, aigües oligotròfiques oceàniques), mentre que les cianobacteris β-carboxioses viuen on hi ha diòxid de carboni dissolt en el medi ambient es limita alcalins llacs amb alta densitat d’organismes fotosintètics).

Propietats i funcions a la cel·la:

Les carboxysomes formen part d’un mecanisme de concentració eficaç que permet que els bacteris autotròfics absorbeixin efectivament CO2 en gairebé totes les condicions. Bicarbonat (HCO3-) es transporta a la cèl·lula mitjançant transport actiu i després penetra a la carboxyoma. Allà, diòxid de carboni i el canvi de pH acceleren i transformen HCO3- CO2, que es fixa pel Rubisco en forma de 3 fosfoglicerat. Així, es crea un augment local de la concentració de diòxid de carboni en lloc de la concentració més alta de Rubisco. El nombre de cèl·lules que contenen carboxysomes augmenta quan la quantitat de carboni inorgànic (HCO3-, CO2) a la meitat disminueix. A més de les carboxies habituals que contenen enzims fixadors de carboni, hi ha almenys set espècies d’aquestes estructures que s’assemblen. A virus que omplen diversos Funcions. Alguns d’ells s’han trobat en bacteris no fotosintètics, on han participat en diverses reaccions catalítiques associades a l’alliberament de carboni, el metabolisme de nitrogen i la producció d’energia. Per exemple, Escherichia Coli, Klebsiella, Clostridium, Fusobacterium, Shigella, Listeria i Yersinia utilitzen aquests microcompartions per extreure carboni per generar energia per descompondre 1,2-propanediol, etanolamina o ambdós.Cal assenyalar que Salmonella Salmonella Encita, cultivada sobre propanediol, va mostrar la presència en el carboxysoma de l’enzim clau d’aquest procés, deshidrogenasa. Tots aquests bacteris que no tenen cap adjunt de carboni inorgànic, els microcomportats bacterians que es troben en aquests bacteris han estat designats com a entersomes. També cal assenyalar que la formació de bacteris dels antaérosols té lloc en el moment de la infecció d’animals o humans, que indica directament la seva associació amb la patogenicitat del microorganisme.
indirectament, el valor de la carboxil per al La cèl·lula va ser confirmada per estudis en què les carboxisomes de cianobacteris estaven marcades amb molècules d’una proteïna fluorescent verda. Va resultar que Carboxisomes es troben al llarg de les línies, que contribueixen a la seva igualtat de distribució a la divisió cel·lular.

Valor en l’evolució dels microorganismes:

de molts cabanys virals també es componen de proteïnes hexagonals i pentagonals. Els estudis utilitzant el mètode criogènic de micrografia electrònica han confirmat la geometria aproximada de vint-i-dues dimensions de la carboxyoma i visualitzen les molècules enzimades a l’interior, situades en diverses capes concèntriques. A més, es poden explicar formes no hexagonals de certes carboxisas per la variació de la teoria de les membranes primes heterogènies. Atès que carboxysomes són estructuralment molt similars als virus en aparença i estructura, i també a causa dels informes d’aïllament de l’ADN en una etapa primerenca, molts científics han estat temptats a associar l’origen de carboxy amb bacteriòfags.. No obstant això, els estudis posteriors han refutat aquestes conclusions, ja que s’ha trobat que l’ADN, aïllat dels cossos icosaedrics, era realment part dels nucleoides bacterians. Els científics creuen que els carboxisos van aparèixer durant l’evolució de les cianobacterias com a adaptació a una concentració inferior CO2, especialment a l’aigua, difoneu deu mil vegades més lentament que l’aire i que la seva solubilitat depèn en gran mesura del pH. A més, Rubisco és extremadament sensible a les altes concentracions d’oxigen, que són un competidor directe per al seu centre actiu, de manera que la qüestió del seu aïllament i la seva protecció era particularment aguda. Amb les carboxysomes, es va produir l’evolució dels portadors i les bombes altament específiques per a l’HCO3-. Els mecanismes de concentració, com ara CO2 han permès als cianobacteris que dominen amb èxit un gran nombre de nínxols ecològics i difondre pràcticament en tots els hàbitats aquàtics.

Ús potencial de la biotecnologia carboxyoma:

com És el cas d’altres microcompartments bacterians, el carboxiositat atrau molta atenció dels investigadors per a aplicacions en biologia sintètica. S’ha demostrat la transferència d’un mòdul genètic de codificació d’un alfa-carboxiosos que produeix estructures carboxioses a E. coli.
La bioenginyeria de “petxines” de carboxysomas s’ha demostrat i beta-carboxisos construïts amb proteïnes quimèriques o petxines quimèriques han estat reportat. Si es poden instal·lar a les plantes, Carboxisomes pot augmentar l’eficàcia fotosintètica de les plantes. Per a aquest propòsit, les proteïnes beta-carboxisomal i el formulari IB Rubisco es van expressar en tabac, però encara no s’han obtingut carboxysomes funcionals.

Història del descobriment:

La primera vegada que es van detectar carboxysomes per microscòpia electrònica el 1956 a Cyanobacteria Phormidium Uncinatum i, més tard, a la dècada de 1960, es van trobar objectes corticals similars en altres cianobacteris. El 1961, aquestes estructures es deien cosies polièdriques i es van descobrir en els anys següents en alguns bacteris quimiottròfics que van establir diòxid de carboni (per exemple, halothiobacillus, l’acidithiobacillus, nitrobacter i nitrococcus).
a causa de la similitud. Carboxios (carboxilases) amb Les partícules de fags, els científics han estat molt escèptics sobre la idea que poden ser organistes funcionals de la cèl·lula bacteriana. No obstant això, aquest escepticisme va desaparèixer ràpidament quan, el 1973, Jessup Shely i els seus col·legues de la Universitat de Clemson han aïllat el carboxisoma de Thiobacillus napolitano, després de la qual cosa Rubisco i l’absència d’ADN es van mostrar. Els autors van proposar nomenar aquestes organitzacions de Carboxyome, ja que els nous organismes van participar en la fixació del carboni.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *