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Ferroplasma, microorganismo vive en ácido sulfúrico

Los microorganismos que viven en ácido sulfúrico tienen una maquinaria bioquímica única. El hecho de que el Ferroplasma acidiphilum, un organismo unicelular que carece de pared protectora celular, es capaz de vivir en ácido sulfúrico es ya extraordinario. Pero lo qué realmente hace al microbio único es su relación inusual con el hierro. Los investigadores en Brunswick y Madrid han descubierto que el Ferroplasma acidiphilum extrae no solamente energía del hierro - "come" el metal y deja moho detrás - pero también la utiliza como elemento de organización de la estructura esencial para la mayoría de sus proteínas celulares. Este aparato bioquímico distingue el Ferroplasma acidiphilum del resto de los organismos conocidos. El microorganismo posiblemente ha conservado totalmente una característica primordial desde los días más tempranos de la evolución. Los resultados de la investigación ahora se han publicado en la edición más reciente de la scientific journal Nature.

El "Ferroplasma acidiphilum es un supuesto archaebacterium, un microbio que existe en ambientes inusuales, sobre todo altamente extremos," explica la Dr. Olga Golyshina del Helmholtz Centre for Infection Research en Brunswick, que descubrió el germen en mineral de pirita hace algunos años. Ferroplasma, como el nombre sugiere, vive en ambientes ricos en hierro ácidos, como corrientes de drenaje de minas abandonadas. "porque la producción de energía de la oxidación del hierro es tan mínima, Ferroplasma metaboliza roca rica en hierro por toneladas, para extraer la energía para su crecimiento," apunta el profesor Ken Timmis, el científico que lidera este proyecto en el centro Helmholtz Centre for Infection Research. "de tal modo realiza un trabajo biogeoquímico que asombra," agrega Timmis.

Junto con colegas en Brunswick y el CSIC Institute of Catalysis en Madrid, el profesor Timmis estudió los componentes dominantes de la célula - las proteínas - de Ferroplasma, y hizo un descubrimiento asombroso: "casi todas las proteínas del Ferroplasma acidiphilum contienen átomos de hierro," dice la Dr. Peter Golyshin, que trabaja en la Braunschweig Technical University y en el centro de Helmholtz. "en el resto de los organismos que examinó, incluyendo el otro archaebacteria, sólo una fracción de menor importancia de las proteínas de la célula contiene hierro." En la mayoría de los casos, los átomos del hierro en las proteínas de Ferroplasma sirven como anclas que liguen las cadenas flexibles de la proteína. El término "remache del hierro" fue acuñado por esta característica.

El descubrimiento de esta maquinaria denominada remache de hierro de la proteína del Ferroplasma acidiphilum sugiere nuevas ideas sobre los primeros tiempos de la evolución. "una teoría actual en cómo la vida comenzó," dice el profesor Timmis, "propone que las primeras moléculas biológicas se habrían formado en el hierro-sulfuro, en las superficies ricas en energia, tales como pirita. De hecho, la catálisis mediada hierro-sulfuro es una característica de algunas reacciones bioquímicas actuales. Nuestros resultados sugieren que las primeras células primordiales no puedan haber explotado solamente el hierro en catálisis del hierro-sulfuro, pero también como organizador primitivo de la estructura de la proteína. Más adelante, como la forma de vida irradió a otros habitat que contenían poco hierro, la evolución habrá seleccionado otros tipos de organizador de la estructura". "una excepción al mundo hierro-limitado normal es el ambiente en el cual el Ferroplasma acidiphilum puede ser encontrado, incluso hoy," dice Timmis, "donde está libremente disponible el hierro soluble. Quizás Ferroplasma pertenece a un rama de la evolución que nunca dejo este ambiente y por lo tanto nunca ha necesitado substituir sus remaches de hierro."

http://www.helmholtz-hzi.de/en/

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