Articles

Carboxysome: Definición, explicacións

Carboxysome de definición:

O carboxisoma son microcomatimentes en células bacterianas que conteñen enzimas de fixación de carbono. Estes son corpos de proteína poliédrica monolayer de 80 a 140 nanómetros de diámetro. Constitúen a maior parte do mecanismo de concentración de CO2.

Modelo para a estrutura do carboxysome:
Estrutura carboxysome
¡A vista De carboxysome e estruturas bacterianas relacionadas amosan a anhidrasa de rubisco e carbónica que están dispostas nun núcleo enzimático (organizado por varias proteínas centrais) e encapsuladas nunha carcasa de proteínas.

O carboxismo, ás veces nomeado corpo poliédrico citoplasmático, é unha inclusión citoplasmática de forma poliédrica presente en certas bacterias. Contén a enzima ribulosa-1,5-bisfosfato-carboxilasa-oxigenasa (RUBISCO), responsable da fixación de dióxido de carbono durante a fotosíntese.
Carboxysomes son un exemplo dun grupo máis grande de microcompartimentos de proteína bacteriana (microcompartimentos bacterianos) con diferentes funcións, Pero as estruturas similares, baseadas nunha homoloxía de familias de proteínas de membrana.
O carboxisoma son microcompatimentos bacterianos que conteñen enzimas implicados na fixación de carbono. Consisten en cunchas de proteínas poliédricas de aproximadamente 80-140 nometros de diámetro. Crese que teñen a función de concentrar o dióxido de carbono para superar a ineficiencia de Rubisco, enzima predominante na fixación do limitante do carbón e enzima (factor limitante) do ciclo de Calvin.
Estes microcompartimentos están en todas as cianobacterias e en Moitas bacterias quimrotróficas que establecen dióxido de carbono. Cyanobacteria Carboxyoma en forma de organismo poliédrico conteñen RUBISCO, especialmente en bacterias de nitrifíticas, bacterias fotosintéticas e bacterias quimiolitrofas. En concreto, as carboxisomas atópanse en todas as cianobacterias e thiobacilli (Thiobacillus).

Estrutura, Arquitectura:

Estruturalmente, o carboxisoma ten 20 facetas ou cuasi-icosahedres, normalmente 80 a 120 nanómetros de diámetro. O carboxismo ten unha membrana externa que consta de varias mil subunidades proteicas, que encapsula dúas enzimas, anhidrasa carbónica e carboxilasa ribulosodifato.
Existen dous tipos de carboxisoma: α-carboxysomas e β-carboxisomas, que difieren pola súa composición en proteínas. En α-carboxisomas, hai o tipo Rubisco I, que se distribúe en varias capas e os xenes responsables da síntese das proteínas de carboxiezima organízanse nun único operador. En β-carboxisomas, hai o tipo de Rubisco II, que non ten subunidades reguladoras restrinxidas e está organizada nunha densa estrutura paracristal mediante unha proteína especial, e os seus xenes forman varios grupos independentes. As cianobacterias en CT-carboxysomas vivir nun ambiente onde a cantidade de dióxido de carbono disolto é ilimitada (eg océano oligotrófica augas), mentres cianobacterias p-carboxissoma directo onde o dióxido de carbono disolto no ámbito limita lagos alcalinas con alta densidade de organismos fotosintéticos).

Propiedades e funcións na cela:

As carboxisomas forman parte dun mecanismo de concentración efectivo que permite que as bacterias autótrofas absorben efectivamente a CO2 en case todas as condicións. Bicarbonato (HCO3-) é transportado na célula por transporte activo, entón penetra ao carboxysome. Alí, o dióxido de carbono eo cambio de pH aceleran e transforman o HCO3- CO2, que é fixado polo RUBISCO en forma de 3-fosfoglicérico. Deste xeito, créase un aumento local na concentración de dióxido de carbono en vez da maior concentración de Rubisco. O número de células que conteñen carboxisomas aumenta cando a cantidade de carbón inorgánico (HCO3-, CO2) no medio diminúe. Ademais das carboxisomas habituais que conteñen enzimas de fixación de carbono, hai polo menos sete especies destas estruturas. Para os virus que enchen varios Funcións. Algúns deles atopáronse en bacterias non fotosintéticas, onde estiveron involucradas en varias reaccións catalíticas asociadas ao lanzamento de carbono, o metabolismo de nitróxeno e a produción de enerxía. Por exemplo, Escherichia Coli, Klebsiella, Clostridium, Fusobacterium, Shigella, Listeria e Yersinia usan estes microcomparmientes para extraer o carbono para xerar enerxía descompoñendo 1,2-propanediol, etanolamina ou ambos.Nótese que a Salmonella Salmonella enterica, cultivada en Propanediol, mostrou a presenza no carboxisoma da enzima clave deste proceso, deshidroxenase. Todas estas bacterias que non teñen un apego de carbono inorgánico, as microcompunas bacterianas que se atopan nestas bacterias foron designados como enterosomas. Tamén hai que sinalar que a formación de bacterias polos anthaérosol ten lugar no momento da infección de animais ou humanos, que indica directamente a súa asociación coa patoxenicidade do microorganismo.
indirectamente, o valor do carboxilo para o A célula foi confirmada por estudos nos que as carboxisomas de cianobacterias foron marcadas con moléculas dunha proteína fluorescente verde. Descubriuse que as carboxisomas están situadas ao longo das liñas, que contribúen á súa igual distribución na división celular.

Valor na evolución dos microorganismos:

de moitas capas virales tamén están compostas de proteínas hexagonales e pentagonales. Os estudos que utilizan o método de micrografía electrónica criogénica confirmaron a xeometría aproximada de vinte e dúas dimensións do carboxismo e visualizaban as moléculas enzimáticas dentro, situadas en varias capas concéntricas. Ademais, as formas non hexagonales de certas carboxisomas poden ser explicadas pola variación da teoría das membranas finas heteroxéneas. Dado que os carboxisomas son estruturalmente moi similares aos virus en aparencia e estrutura, e tamén por mor dos informes de illamento do ADN nunha fase inicial, moitos científicos foron tentados a asociar a orixe de Carboxilo con bacteriófagos.. Non obstante, os estudos posteriores refutaron estas conclusións, porque se descubriu que o ADN, illado dos corpos icosaondáricos, foi en realidade parte dos nucleoides bacterianos.
Os científicos cren que as carboxisomas apareceron durante a evolución das cianobacterias como adaptación a unha maior concentración de CO2, especialmente no auga, difusa dez mil veces máis lentamente que o aire e que a súa solubilidade depende moito do pH. Ademais, Rubisco é extremadamente sensible ás altas concentracións de osíxeno, que son un competidor directo polo seu centro activo, polo que a cuestión do seu illamento ea súa protección foi particularmente aguda. Coa carboxisomas, produciuse a evolución das operadoras e as bombas altamente específicas para o ION HCO3. Os mecanismos de concentración como CO2 permitiron que as cianobacterias domicionen con éxito unha gran cantidade de nichos ecolóxicos e estendéronse prácticamente en todos os hábitats acuáticos.

Uso potencial de carboxysome de biotecnoloxía:

como é o caso con outros microcompartimentos bacterianos, o carboxysome atrae moito a atención dos investigadores de aplicacións en bioloxía sintética. A transferencia dun módulo xenético que codifica un alfa-carboxysome foi demostrado para producir estruturas de carboxysome en E. coli.
A bioingeniería de “cunchas” de carboxisomas foi demostrada e foron beta-carboxisomas construídos con proteínas quiméricas ou cunchas quiméricas informar. Se poden ser instalados en plantas, as carboxisomas poden aumentar a eficacia fotosintética das plantas. Para este propósito, as proteínas betacboxisomales e a forma de IB Rubisco foron expresadas no tabaco, pero aínda non se obtiveron carxisomas funcionais.

Historia do descubrimento:

para A primeira vez, as carboxisomas foron detectadas por microscopía electrónica en 1956 en Cyanobacteria Phormidium Unvinatum e, posteriormente, nas 1960, atopáronse obxectos corticales similares noutras cianobacterias. En 1961, estas estruturas foron chamadas corpos poliédricos e foron descubertos nos seguintes anos nalgunhas bacterias quimiotróficas que fixeron dióxido de carbono (por exemplo, halothoobacillus, acidithiobacillus, nitrobacter e nitrococcus).
por mor da similitud. Carboxyles (carboxilases) con As partículas de fago, os científicos foron escépticos sobre a idea de que poden ser organistas funcionais da célula bacteriana. Non obstante, este escepticismo desapareceu rápidamente cando, en 1973, Jessup Shively e os seus colegas da Universidade de Clemson illaron o carboxisoma de Thiobacillus Neapolitanus, despois de que se mostraban Rubisco e a ausencia de ADN. Os autores propuxeron nomear estes organizates de carboxysome, xa que os novos organismos estaban implicados na fixación do carbono.

Deixa unha resposta

O teu enderezo electrónico non se publicará Os campos obrigatorios están marcados con *