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Articulo de referencia

Magnetotaxis

La magnetotaxis es un proceso implementado por un grupo diverso de bacterias Gram negativas que implica la orientación y coordinación del movimiento en respuesta al campo magnét...

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La magnetotaxis es un proceso implementado por un grupo diverso de bacterias Gram negativas que implica la orientación y coordinación del movimiento en respuesta al campo magnético terrestre. [ 1 ] Este proceso es llevado a cabo principalmente por bacterias microaerófilas y anaeróbicas que se encuentran en ambientes acuáticos como marismas, agua de mar y lagos de agua dulce. [ 2 ] Al detectar el campo magnético, las bacterias pueden orientarse hacia ambientes con concentraciones de oxígeno más favorables. Esta orientación hacia concentraciones de oxígeno más favorables permite que las bacterias alcancen estos ambientes más rápidamente en comparación con el movimiento aleatorio a través del movimiento browniano . [ 3 ]

Descripción general

Las bacterias magnéticas (por ejemplo , Magnetospirillum magnetotacticum ) contienen estructuras internas conocidas como magnetosomas , responsables del proceso de magnetotaxis. Tras orientarse hacia el campo magnético mediante los magnetosomas, las bacterias utilizan flagelos para nadar a lo largo del campo magnético, hacia el entorno más favorable. [ 4 ] La magnetotaxis no afecta a la velocidad media de las bacterias. [ 3 ] Sin embargo, permite a las bacterias guiar su movimiento, que de otro modo sería aleatorio. Este proceso es similar en la práctica a la aerotaxis , pero está regido por campos magnéticos en lugar de concentraciones de oxígeno. [ 5 ] La magnetotaxis y la aerotaxis suelen funcionar conjuntamente, ya que las bacterias pueden utilizar ambos sistemas, magnetotáctico y aerotáctico, para encontrar concentraciones de oxígeno adecuadas. Esto se denomina magnetoaerotaxis. [ 6 ] Al orientarse hacia los polos terrestres, las bacterias marinas pueden dirigir su movimiento hacia abajo, hacia los sedimentos anaeróbicos/microaeróbicos. Esto permite a las bacterias cambiar de entorno metabólico, lo que posibilita los ciclos químicos. [ 7 ]

Magnetosomas

Los magnetosomas contienen cristales, a menudo magnetita (Fe₃O₄ ) . [ 8 ] Algunas bacterias extremófilas de ambientes sulfurosos se han aislado con greigita (un compuesto de sulfuro de hierro Fe₃S₄ ) . [ 9 ] Algunas bacterias magnetotácticas también contienen cristales de pirita (FeS₂ ) , posiblemente como producto de transformación de la greigita . [ 10 ] Estos cristales están contenidos dentro de una membrana bicapa llamada membrana del magnetosoma, que está incrustada con proteínas específicas. Hay muchas formas diferentes de cristales. La forma del cristal suele ser consistente dentro de una especie bacteriana. [ 2 ] La disposición más común de los magnetosomas es en cadenas, lo que permite que se cree un momento dipolar magnético máximo. [ 1 ] Dentro de las bacterias, puede haber muchas cadenas de magnetosomas de diferentes longitudes que tienden a alinearse a lo largo del eje longitudinal de la célula bacteriana. [ 4 ] El momento dipolar creado por las cadenas de magnetosomas permite que las bacterias se alineen con el campo magnético a medida que se mueven. [ 1 ] Una vez que las bacterias magnéticas mueren, pueden orientarse hacia el campo magnético de la Tierra, pero son incapaces de migrar a lo largo del campo. [ 4 ]

Hemisferios y campos magnéticos

En el hemisferio norte, las bacterias que buscan el norte se mueven hacia abajo, hacia el sedimento (paralelas al campo magnético). En el hemisferio sur, predominan las bacterias que buscan el sur y se mueven hacia abajo, hacia el sedimento (antiparalelas al campo magnético). [ 6 ] Inicialmente, los científicos pensaron que las bacterias que buscan el sur se moverían hacia arriba en el hemisferio norte, hacia concentraciones muy altas de oxígeno. Esto seleccionaría negativamente a las bacterias que buscan el sur, de modo que las bacterias que buscan el norte dominarían en el hemisferio norte y viceversa. Sin embargo, se han encontrado bacterias que buscan el sur en el hemisferio norte. Además, se encuentran bacterias magnéticas que buscan tanto el norte como el sur incluso en el ecuador magnético de la Tierra, donde el campo está dirigido horizontalmente. [ 1 ]

Véase también

Notas y referencias

  1. 1 2 3 4 Lefevre, CT; Bazylinski, DA (4 de septiembre de 2013). "Ecología, diversidad y evolución de las bacterias magnetotácticas" . Microbiology and Molecular Biology Reviews . 77 (3): 497– 526. doi : 10.1128/MMBR.00021-13 . PMC 3811606. PMID 24006473 .  
  2. 1 2 Yan, Lei; Zhang, Shuang; Chen, Peng; Liu, Hetao; Yin, Huanhuan; Li, Hongyu (octubre de 2012). "Bacterias magnetotácticas, magnetosomas y su aplicación" . Microbiological Research . 167 (9): 507– 519. doi : 10.1016/j.micres.2012.04.002 . PMID 22579104 . 
  3. 1 2 Smith, MJ; Sheehan, PE; Perry, LL; O'Connor, K.; Csonka, LN; Applegate, BM; Whitman, LJ (agosto de 2006). "Cuantificación de la ventaja magnética en la magnetotaxis" . Biophysical Journal . 91 (3): 1098– 1107. Bibcode : 2006BpJ....91.1098S . doi : 10.1529/biophysj.106.085167 . PMC 1563769. PMID 16714352 .  
  4. 1 2 3 Frankel, Richard B (2003). "Imanes permanentes biológicos" . Interacciones hiperfinas . 151 (1): 145– 153. Bibcode : 2003HyInt.151..145F . doi : 10.1023/B:HYPE.0000020407.25316.c3 . S2CID 41997803 . 
  5. ^ Bennet, Mathieu A.; Eder, Stephan HK (5 de julio de 2016), "Magnetoreception and Magnetotaxis" , en Faivre, Damien (ed.), Iron Oxides (1 ed.), Wiley, págs. 567– 590, doi : 10.1002/9783527691395.ch22 , ISBN   978-3-527-33882-5Consultado el 24 de abril de 2022.
  6. 1 2 Enciclopedia de microbiología . Moselio Schaechter (3.ª ed.). [Ámsterdam]: Elsevier. 2009. ISBN  978-0-12-373944-5OCLC 399645273​​ {{cite book}}: CS1 mantenimiento: otros ( enlace )
  7. ↑ Li, Jinhua; Liu, Peiyu; Wang, Jian; Roberts, Andrew P.; Pan, Yongxin (diciembre de 2020). "Magnetotaxis como una adaptación para permitir el transporte bacteriano de azufre microbiano y el ciclo del azufre a través de interfaces óxico-anóxicas acuáticas" . Journal of Geophysical Research: Biogeosciences . 125 (12). Bibcode : 2020JGRG..12506012L . doi : 10.1029/2020JG006012 . ISSN 2169-8953 . S2CID 228886950 .  
  8. ↑ Lower, Brian H.; Bazylinski, Dennis A. (2013). "El magnetosoma bacteriano: un orgánulo procariota único" . Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology . 23 ( 1–2 ) : 63–80 . doi : 10.1159/000346543 . ISSN 1660-2412 . PMID 23615196. S2CID 25856024 .   
  9. ↑ Dusenbery, David B. (2009). Vivir a microescala : la física inesperada de ser pequeño . Cambridge, Mass.: Harvard University Press. ISBN  9780674031166.
  10. ↑ Mann, Stephen; Sparks, Nicholas HC; Frankel, Richard B.; et al. (1990). "Biomineralización de greigita ferrimagnética (Fe 3 S 4 ) y pirita de hierro (FeS 2 ) en una bacteria magnetotáctica" . Nature . 343 (6255) (publicado el 18 de enero de 1990): 258– 261. Bibcode : 1990Natur.343..258M . doi : 10.1038/343258a0 . S2CID 4351424 .  

Lecturas adicionales

  • Odenwald, Sten (15 de marzo de 2002). El Ciclo 23 . Prensa de la Universidad de Columbia. págs. 57 –62. ISBN  978-0231120791.
  • Magnetotaxis en bacterias
  • ¿Los animales utilizan realmente el magnetismo de alguna manera interesante para orientarse? (El Café de la Astronomía)