Deinococota

Filo de bacterias Gram-negativas

Deinococcota (sinónimo, Deinococcus-Thermus ) es un filo de bacterias con una sola clase, Deinococci , que son altamente resistentes a los peligros ambientales, también conocidos como extremófilos . ^[4] Estas bacterias tienen paredes celulares gruesas que les dan tinciones grampositivas , pero incluyen una segunda membrana y, por lo tanto, son más cercanas en estructura a las de las bacterias gramnegativas . ^{[5] [6] [7]}

Taxonomía

El filo Deinococcota consta de una sola clase ( Deinococci ) y dos órdenes:

• Los Deinococcales incluyen dos familias ( Deinococcaceae y Trueperaceae ), con tres géneros, Deinococcus , Deinobacterium y Truepera . ^{[8] [9] [10]} Truepera radiovictrix es el miembro divergente más antiguo del orden. ^[8] Dentro del orden, Deinococcus forma un grupo monofilético distinto con respecto a las especies Deinobacterium y Truepera . ^[11] El género incluye varias especies que son resistentes a la radiación; se han vuelto famosas por su capacidad de comer desechos nucleares y otros materiales tóxicos, sobrevivir en el vacío del espacio y sobrevivir a extremos de calor y frío. ^[12]
• Los Thermales incluyen varios géneros resistentes al calor ( Marinithermus , Meiothermus , Oceanithermus , Thermus , Vulcanithermus , Rhabdothermus ) ubicados dentro de una sola familia, Thermaceae . ^{[9] [10] [13]} Los análisis filogenéticos demuestran que dentro de los Thermales , las especies Meiothermus y Thermus forman un grupo monofilético, con respecto a Marinithermus , Oceanithermus , Vulcanithermus y Rhabdothermus que se ramifican como grupos externos dentro del orden. ^[11] Esto sugiere que las especies Meiothermus y Thermus están más estrechamente relacionadas entre sí en relación con otros géneros dentro del orden. Thermus aquaticus fue importante en el desarrollo de la reacción en cadena de la polimerasa donde los ciclos repetidos de calentamiento del ADN hasta casi hervir hacen que sea ventajoso utilizar una enzima ADN polimerasa termoestable. ^[14]

Aunque estos dos grupos evolucionaron a partir de un ancestro común, los dos mecanismos de resistencia parecen ser en gran medida independientes. ^{[11] [15]}

Firmas moleculares

Se han encontrado firmas moleculares en forma de indeles de firma conservados (CSI) y proteínas (CSP) que son compartidas de forma única por todos los miembros que pertenecen al filo Deinococcota . ^{[4] [11]} Estos CSI y CSP son características distintivas que delinean el filo único de todos los demás organismos bacterianos, y su distribución exclusiva es paralela a las diferencias observadas en fisiología. También se han encontrado CSI y CSP que respaldan las clasificaciones taxonómicas a nivel de orden y familia dentro del filo. Se cree que algunos de los CSI que respaldan las distinciones a nivel de orden desempeñan un papel en las respectivas características extremófilas . ^[11] Los CSI encontrados en la subunidad beta de la ARN polimerasa dirigida por ADN y la ADN topoisomerasa I en las especies de Thermales pueden estar involucrados en la termofilicidad , ^[16] mientras que los encontrados en la excinucleasa ABC, la ADN girasa y la proteína de reparación del ADN RadA en las especies de Deinococcales pueden estar asociados con la radioresistencia . ^[17] Dos CSP que se encontraron de forma única para todos los miembros pertenecientes al género Deinococcus están bien caracterizados y se cree que desempeñan un papel en su fenotipo radioresistente característico. ^[11] Estos CSP incluyen la proteína de reparación de daños en el ADN PprA y la proteína de unión al ADN monocatenario DdrB.

Además, algunos géneros dentro de este grupo, incluidos Deinococcus , Thermus y Meiothermus , también tienen firmas moleculares que los demarcan como géneros individuales, incluidas sus respectivas especies, lo que proporciona un medio para distinguirlos del resto del grupo y de todas las demás bacterias. ^[11] También se han encontrado CSI específicos para Truepera radiovictrix .

Filogenia

Taxonomía

La taxonomía actualmente aceptada se basa en la Lista de nombres procariotas con posición en la nomenclatura (LPSN) ^[24] y el Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) ^[25].

• Filo Deinococcota Oren y Garrity 2021
  • Clase Deinococci Garrity & Holt 2002 ["Deinococcia" Oren, Parte & Garrity 2016 ex Cavalier-Smith 2020 ; "Thermi" Rinke et al. 2013 ; "Thermia" Cavalier-Smith 2020 ]
    • Orden Deinococcales Rainey et al. 1997 [Trueperales García-López et al. 2020 ]
      • Familia Deinococcaceae Brooks y Murray 1981 enmienda. Rainey et al. 1997
        • Género Deinococcus Brooks y Murray 1981 enmienda. Rainey et al. 1997
        • Género Deinobacterium Ekman et al. 2011
      • Familia Trueperaceae Rainey et al. 2005
        • Género Truepera da Costa, Rainey y Albuquerque 2005
    • Orden Termales Rainey y Da Costa 2002
      • Familia Thermaceae Da Costa y Rainey 2002
        • Género Allomeiothermus Jiao et al. 2023
        • Género Calidithermus Raposo et al. 2019
        • Género Marinithermus Sako et al. 2003
        • Género Meiothermus Nobre et al. Enmienda de 1996. Alburquerque et al. 2009
        • Género Oceanithermus Miroshnichenko et al. Enmienda de 2003. Mori et al. 2004
        • Género Rhabdothermus Steinsbu et al. 2011
        • Género Thermus Brock y Freeze 1969 enmienda. Nobre et al. 1996
        • Género Vulcanithermus Miroshnichenko et al. 2003

Genomas secuenciados

Actualmente hay 10 genomas secuenciados de cepas de este filo. ^[26]

• Deinococcus radiodurans R1
• Termotermo HB27
• Termotermófilo HB8
• Deinococcus geothermalis DSM 11300
• Deinococcus deserti VCD115
• Meiothermus ruber DSM 1279
• Meiothermus silvanus DSM 9946
• Truepera radiovictrix DSM 17093
• Oceanithermus profundo DSM 14977

Las dos especies de Meiothermus fueron secuenciadas bajo los auspicios del proyecto Enciclopedia Genómica de Bacterias y Arqueas (GEBA), que tiene como objetivo secuenciar organismos basándose en la novedad filogenética y no en la patogenicidad o notoriedad. ^[27]

Véase también

• Lista de géneros de bacterias
• Lista de órdenes bacterianos

Referencias

1. Garrity GM, Holt JG. (2001). "La hoja de ruta hacia el manual". En Boone DR, Castenholz RW, Garrity GM. (eds.). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology . Vol. 1 (Las arqueas y las bacterias fototróficas y de ramificación profunda) (2.ª ed.). Nueva York, NY: Springer–Verlag. págs. 119–166.
2. Oren A, Garrity GM (2021). "Publicación válida de los nombres de cuarenta y dos filos de procariotas". Int J Syst Evol Microbiol . 71 (10): 5056. doi : 10.1099/ijsem.0.005056 . PMID  34694987. S2CID  239887308.
3. Cavalier-Smith T (2006). "Enraizando el árbol de la vida mediante análisis de transición". Biol. Direct . 1 : 19. doi : 10.1186/1745-6150-1-19 . PMC 1586193 . PMID  16834776. 
4. Griffiths E, Gupta RS (septiembre de 2007). "Identificación de proteínas distintivas del filo Deinococcus–Thermus" (PDF) . Int. Microbiol . 10 (3): 201–8. PMID  18076002. Archivado desde el original (PDF) el 14 de junio de 2011.
5. Gupta RS (2011). "Origen de las bacterias didermicas (gramnegativas): la presión de selección antibiótica, en lugar de la endosimbiosis, probablemente condujo a la evolución de células bacterianas con dos membranas". Antonie van Leeuwenhoek . 100 (2): 171–182. doi :10.1007/s10482-011-9616-8. PMC 3133647 . PMID  21717204. 
6. Campbell C, Sutcliffe IC, Gupta RS (2014). "El análisis comparativo del proteoma de Acidaminococcus intestini respalda una relación entre la biogénesis de la membrana externa en Negativicutes y Proteobacteria" (PDF) . Arch Microbiol . 196 (4): 307–310. Bibcode :2014ArMic.196..307C. doi :10.1007/s00203-014-0964-4. PMID  24535491. S2CID  10721294.
7. Sutcliffe IC (2010). "Una perspectiva a nivel de filo sobre la arquitectura de la envoltura celular bacteriana". Trends Microbiol . 18 (10): 464–470. doi :10.1016/j.tim.2010.06.005. PMID  20637628.
8. Albuquerque L, Simões C, Nobre MF, et al. (2005). "Truepera radiovictrix gen. nov., sp. nov., una nueva especie resistente a la radiación y la propuesta de Trueperaceae fam. nov". FEMS Microbiol Lett . 247 (2): 161–169. doi : 10.1016/j.femsle.2005.05.002 . PMID  15927420.
9. Garrity GM, Holt JG. (2001) Phylum BIV. "Deinococcus–Thermus". En: Manual de bacteriología sistemática de Bergey, págs. 395-420. Eds. DR Boone, RW Castenholz. Springer-: Nueva York.
10. Garrity GM, Bell JA, Lilburn TG. (2005) Phylum BIV. La hoja de ruta revisada para el Manual. En: Bergey's manual of systematic bacteriology, págs. 159-220. Eds. Brenner DJ, Krieg NR, Staley JT, Garrity GM. Springer-: Nueva York.
11. Ho J, Adeolu M, Khadka B, Gupta RS (2016). "Identificación de rasgos moleculares distintivos que son característicos del filo " Deinococcus–Thermus " y distinguen sus principales grupos constituyentes". Syst Appl Microbiol . 39 (7): 453–463. doi :10.1016/j.syapm.2016.07.003. PMID  27506333.
12. Battista JR, Earl AM, Park MJ (1999). "¿Por qué Deinococcus radiodurans es tan resistente a la radiación ionizante?". Trends Microbiol . 7 (9): 362–5. doi :10.1016/S0966-842X(99)01566-8. PMID  10470044.
13. "Clasificación de las bacterias". www.bacterio.cict.fr . Archivado desde el original el 27 de enero de 2013.
14. Nelson RM, Long GL (1989). "Un método general de mutagénesis específica de sitio utilizando una modificación de Thermus aquaticus". Anal Biochem . 180 (1): 147–151. doi :10.1016/0003-2697(89)90103-6. PMID  2530914.
15. Omelchenko MV, Wolf YI, Gaidamakova EK, et al. (2005). "Genómica comparativa de Thermus thermophilus y Deinococcus radiodurans: rutas divergentes de adaptación a la termofilia y resistencia a la radiación". BMC Evol. Biol . 5 (1): 57. Bibcode :2005BMCEE...5...57O. doi : 10.1186/1471-2148-5-57 . PMC 1274311 . PMID  16242020. 
16. Zhang G, Campbell EA, Minakhin L, Richter C, Severinov K, Darst SA (1999). "Estructura cristalina de la ARN polimerasa del núcleo de Thermus aquaticus a una resolución de 3,3 A". Cell . 98 (6): 811–824. doi : 10.1016/S0092-8674(00)81515-9 . PMID  10499798. S2CID  15695915.
17. Tanaka M, Earl AM, Howell HA, Park MJ, Eisen JA, Peterson SN, Battista JR (2004). "El análisis de la respuesta transcripcional de Deinococcus radiodurans a la radiación ionizante y la desecación revela nuevas proteínas que contribuyen a la radioresistencia extrema".Genética.168(1): 21–23.doi:10.1534/genetics.104.029249.PMC 1448114.PMID 15454524.
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19. "Árbol LTP_all en formato newick" . Consultado el 20 de noviembre de 2023 .
20. "Notas de la versión LTP_08_2023" (PDF) . Consultado el 20 de noviembre de 2023 .
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25. Sayers; et al. "Deinococcus-Thermus". Base de datos de taxonomía del Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) . Consultado el 20 de marzo de 2016 .
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27. Wu, D.; Hugenholtz, P.; Mavromatis, K.; Pukall, RD; Dalín, E.; Ivanova, NN; Kunin, V.; Goodwin, L.; Wu, M.; Tindall, BJ; Hooper, SD; Pati, A.; Lykidis, A.; Primavera, S.; Anderson, IJ; d'Haeseleer, P.; Zemla, A.; Cantante, M.; Lapidus, A.; Nolan, M.; Copeland, A.; Han, C.; Chen, F.; Cheng, JF; Lucas, S.; Kerfeld, C.; Lang, E.; Gronow, S.; Cadena, P.; Bruce, D. (2009). "Una enciclopedia genómica de bacterias y arqueas basada en la filogenia". Naturaleza . 462 (7276): 1056–1060. Código Bibliográfico : 2009Natur.462.1056W. doi :10.1038/nature08656. PMC 3073058. PMID 20033048  .