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Articulo de referencia

Brocadia

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" Candidatus Brocadia" es un género candidato de bacterias , lo que significa que, si bien está bien caracterizado, aún no se ha cultivado como un cultivo puro. [ 3 ] [ 4 ] Debido a esto, gran parte de lo que se sabe sobre las especies de Candidatus (incluida Brocadia) se ha descubierto utilizando técnicas independientes del cultivo, como el análisis de secuencias metagenómicas . [ 3 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

Algunas especies notables dentro de este género incluyen la especie tipo, Candidatus Brocadia anammoxidans , junto con Candidatus Brocadia sinica y Candidatus Brocadia fulgida . Muchas de las especies de este género, incluidas las ya mencionadas, son capaces de oxidación anaeróbica de amonio, también conocida como anammox , una parte importante del ciclo global del nitrógeno . [ 8 ] [ 9 ] Anammox funciona convirtiendo el nitrógeno fijado de nuevo en gas N 2 en la atmósfera. [ 9 ] Las bacterias anammox tienen un orgánulo único, rodeado de membrana, donde tiene lugar este proceso anammox: se llama anammoxosoma. [ 4 ]

Filogenia

La taxonomía actualmente aceptada se basa en la Lista de nombres procariotas con estatus en la nomenclatura (LPSN) [ 2 ] y el Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI). [ 10 ] Filogenia basada en 120 proteínas marcadoras GTDB 10-RS226. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

Estructura

Figura 1. Candidatus Brocadia anammoxidans. Esta imagen representa la especie tipo del género Brocadia, Candidatus Brocadia anammoxidans. Se aprecian claramente las estructuras físicas y las barreras, incluyendo el parifoplasma, el riboplasma y el anammoxosoma.

Candidatus Brocadia pertenece al filo Planctomycetota . [ 14 ] Estas bacterias se caracterizan por algunas características fenotípicas distintivas, como la presencia de fosas en la superficie celular (estructuras crateriformes), la ausencia de peptidoglicano en la pared celular, la compartimentación e incluso la reproducción por gemación en lugar de fisión binaria . [ 14 ]

La compartimentación de Ca. Brocadia y de las bacterias anammox en general es de gran interés. Se sabe que poseen tres compartimentos principales: (1) el parifoplasma, (2) el riboplasma y (3) el anammoxosoma, como se muestra en la Figura 1. [ 4 ]

El parifoplasma es el compartimento más externo de la célula, mientras que el compartimento más interno es el riboplasma, que contiene los ribosomas y el ADN de la célula. [ 4 ] El anammoxosoma es un componente celular rodeado de membrana que no contiene ADN ni ribosomas, y es donde tiene lugar el proceso anammox . [ 4 ] Esto es lo que hace únicas a las bacterias anammox, ya que los procariotas normalmente no tienen orgánulos rodeados de membrana.

Ca. Brocadia, al igual que otras bacterias anammox, posee lípidos ladderano integrales incrustados en las membranas de su anammoxosoma. [ 15 ] Esto ayuda a evitar que los intermediarios tóxicos del proceso anammox, como la hidrazina, contaminen y dañen el resto de la célula. [ 15 ]

Entornos naturales e industriales

Natural

Estas bacterias se encuentran en muchos entornos naturales donde tiene lugar el proceso anammox y son una parte importante de la conversión del nitrógeno fijado en nitrógeno gaseoso (N₂ ) que se libera a la atmósfera. [ 15 ] Las bacterias anammox como las que pertenecen a Ca. Brocadia se encontraron por primera vez en el Mar Negro y, posteriormente, en el Mar Arábigo ; ambos cuerpos de agua son mayormente anóxicos y presentan condiciones ideales para el proceso anammox. [ 15 ]

Industrial

El género Ca. Brocadia y otros se utilizan en plantas de tratamiento de aguas residuales industriales mediante reactores discontinuos secuenciales , contactores biológicos rotatorios , biorreactores de membrana y muchos otros. [ 16 ] Estos reactores son ideales para el tratamiento de aguas residuales industriales debido a su alta retención de lodos . [ 16 ]

Especies destacadas

Se han realizado numerosos estudios sobre las características fisiológicas de las distintas bacterias anammox, incluyendo su papel en el proceso anammox , su desempeño en dicho proceso y otras características clave que las diferencian entre sí. Aquí se presentan comparaciones entre especies importantes y destacadas.

Candidatus Brocadia anammoxidans

Ca. B. anammoxidans es la especie tipo del género Ca. Brocadia y la primera bacteria anammox conocida. [ 14 ] Su nombre se eligió en función del lugar donde se descubrió: «Brocadia» por la planta piloto donde se encontró en Gist-brocades, y «anammoxidans» debido a su capacidad para realizar anammox. [ 14 ] Esto se determinó después de extraer, amplificar y secuenciar su ADN ribosomal 16S , y se observó que pertenecía al filo Planctomycetota . [ 14 ]

Candidatus Brocadia sinica

Ca. B. sinica se comparó directamente con su especie tipo tanto en ambientes naturales como artificiales donde se realizó anammox. Se encontró que Ca. B. sinica tenía temperaturas de crecimiento ligeramente más altas, mientras que Ca. B. anammoxidans tenía temperaturas ligeramente más bajas, pero un rango más amplio. [ 17 ] Los pH de crecimiento se mantuvieron similares, con Ca. B. sinica teniendo requerimientos de pH ligeramente más altos. [ 17 ] También se demostró que Ca. B. sinica tiene mayor resistencia al oxígeno disuelto en los medios de crecimiento , comparativamente. [ 17 ] Ca. B. sinica compite con Ca. B. anammoxidans en ambientes artificiales con alto amonio y nitrito , pero sería superado en ambientes naturales debido a la disponibilidad limitada de amonio y nitrito. [ 17 ]

Candidatus Brocadia fulgida

Se ha descubierto que Ca. B. fulgida presenta autofluorescencia en las concentraciones y agregaciones adecuadas, pero no como célula individual. [ 15 ] Más específicamente, se ha encontrado una sustancia autofluorescente que rodea sus células, pero aún no se ha identificado con mayor precisión. Se hallaron dos valores de excitación y emisión asociados a esta autofluorescencia, lo que podría sugerir que más de un compuesto contribuye a esta característica única. [ 15 ]

Se ha observado que esta especie presenta tasas de oxidación de formato y acetato más elevadas que su especie tipo, Ca. B. anammoxidans . [ 15 ] Se propone que Ca. B. fulgida convierte primero el acetato en CO₂ y luego incorpora el CO₂ al acetil -CoA . Este proceso es único, ya que resulta mucho más complejo que la vía metabólica que convierte el acetato en acetil-CoA. [ 15 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Jetten MS, Wagner M, Fuerst J, van Loosdrecht M, Kuenen G, Strous M (2001). "Microbiología y aplicación del proceso de oxidación anaeróbica de amonio ('anammox')". Curr Opin Biotechnol . 12 (3): 283– 288. doi : 10.1016/S0958-1669(00)00211-1 . hdl : 2066/187318 . PMID 11404106 . 
  2. 1 2 Brocadia en LPSN ; Freese, HM; Meier-Kolthoff, JP; Sardà Carbasse, J.; Afolayan, AO; Göker, M. (29 de octubre de 2025). "TYGS y LPSN en 2025: un recurso global de datos biológicos básicos para la clasificación y nomenclatura basadas en el genoma de procariotas dentro de la Diversidad Digital de DSMZ". Nucleic Acids Research . 53 : D1– D12. doi : 10.1093/nar/gkaf1110 .
  3. 1 2 Pallen, Mark J. (2021-09-13). "El estatus Candidatus para taxones no cultivados de Bacteria y Archaea: análisis SWOT" . International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology . 71 (9). doi : 10.1099/ijsem.0.005000 . ISSN 1466-5026 . PMC 8549269. PMID 34516368 .   
  4. 1 2 3 4 5 van Teeseling, Muriel CF; Neumann, Sarah; van Niftrik, Laura (2013). "El orgánulo Anammoxosoma es crucial para el metabolismo energético de las bacterias anaeróbicas oxidantes de amonio" . Fisiología microbiana . 23 ( 1– 2): 104– 117. doi : 10.1159/000346547 . hdl : 2066/117268 . ISSN 2673-1665 . PMID 23615199 . S2CID 22227178 .   
  5. ↑ Jetten MS, Op Den Camp HJ, Kuenen G, Strous M (2010). "Familia I. " Candidatus Brocadiaceae" fam. nov.". En Krieg JT, Brown BP, Paster NL, Ludwig WB (eds.). Bergeys Manual of Systematic Bacteriology . Vol. 4 (2.ª ed.). Nueva York, NY: Springer. pp. 918–925 .   
  6. ↑ Jenkins C, Staley JT (2013). "Capítulo 1. Historia, clasificación y cultivo de los Planctomycetes ". En Fuerst JA (ed.). Planctomycetes: Estructura celular, orígenes y biología, Humana Press . Totowa, NJ: Springer. pp. 1–38 . 
  7. ^ Jetten MS, Op Den Camp HJ, Kuenen JG, Strous M (2015). "" Candidatus Brocadiaceae" familia nov.". En Whitman WB, Rainey F, Kämpfer P, Trujillo M, Chun J, Devos P, Hedlund B, Dedysh S (eds.). Manual de sistemática de arqueas y bacterias de Bergey . Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley and Sons. págs. 1 a 10. 
  8. ↑ Egli K, Fanger U, Alvarez PJ, Siegrist H, van der Meer JR, Zehnder AJ (2001). "Enriquecimiento y caracterización de una bacteria anammox de un contactor biológico rotatorio que trata lixiviados ricos en amonio" . Arch Microbiol . 175 (3): 198– 207. doi : 10.1007/s002030100255 . PMID 11357512. S2CID 18859078 .  
  9. 1 2 van Teeseling, Muriel CF; Mesman, Rob J.; Kuru, Erkin; Espaillat, Akbar; Cava, Felipe; Brun, Yves V.; VanNieuwenhze, Michael S.; Kartal, Boran; van Niftrik, Laura (12 de mayo de 2015). "Anammox Planctomycetes tiene una pared celular de peptidoglicano" . Comunicaciones de la naturaleza . 6 (1): 6878. doi : 10.1038/ncomms7878 . ISSN 2041-1723 . PMC 4432595 . PMID 25962786 .   
  10. ↑ Schoch CL; et al. "Brocadia" . Base de datos de taxonomía del Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) . Consultado el 5 de junio de 2025 . 
  11. ↑ "GTDB versión 10-RS226" . Base de datos de taxonomía del genoma . Consultado el 1 de mayo de 2025 .
  12. ↑ "bac120_r226.sp_label" . Base de datos de taxonomía del genoma . Consultado el 1 de mayo de 2025 .
  13. ↑ "Historial de taxones" . Base de datos de taxonomía del genoma . Consultado el 1 de mayo de 2025 .
  14. 1 2 3 4 5 Jetten, Mike S. M; Wagner, Michael; Fuerst, John; van Loosdrecht, Mark; Kuenen, Gijs; Strous, Marc (2001-06-01). "Microbiología y aplicación del proceso de oxidación anaeróbica de amonio ('anammox')" . Current Opinion in Biotechnology . 12 (3): 283– 288. doi : 10.1016/S0958-1669(00)00211-1 . hdl : 2066/187318 . ISSN 0958-1669 . PMID 11404106 .  
  15. 1 2 3 4 5 6 7 8 Kartal, Boran; Van Niftrik, Laura; Rattray, Jayne; Van De Vossenberg, Jack LCM; Schmid, Markus C.; Sinninghe Damsté, Jaap; Jetten, Mike SM; Strous, Marc (1 de enero de 2008). "Candidatus 'Brocadia fulgida': una bacteria oxidante de amonio anaeróbica autofluorescente: bacterias anammox autofluorescentes" . Ecología de microbiología FEMS . 63 (1): 46– 55. doi : 10.1111/j.1574-6941.2007.00408.x . hdl : 2066/35052 . PMID 18081590 . 
  16. 1 2 Hu, Bao-lan; Zheng, Ping; Tang, Chong-jian; Chen, Jian-wei; van der Biezen, Erwin; Zhang, Lei; Ni, Bing-jie; Jetten, Mike SM; Yan, Jia; Yu, Han-Qing; Kartal, Boran (2010-09-01). "Identificación y cuantificación de bacterias anammox en ocho reactores de eliminación de nitrógeno" . Water Research . Ecología microbiana de los procesos de tratamiento de agua potable y aguas residuales. 44 (17): 5014– 5020. doi : 10.1016/j.watres.2010.07.021 . hdl : 2066/84413 . ISSN 0043-1354 . PMID 20705314 .  
  17. 1 2 3 4 Oshiki, Mamoru; Shimokawa, Masaki; Fujii, Naoki; Satoh, Hisashi; Okabe, Satoshi (2011-06-01). "Características fisiológicas de la bacteria anaeróbica oxidante de amonio 'Candidatus Brocadia sinica'" . Microbiología . 157 (6): 1706– 1713. doi : 10.1099/mic.0.048595-0 . ISSN 1350-0872 . PMID 21474538 .