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pelagibacterales

Los Pelagibacterales son un orden de las Alfaproteobacterias compuesto por bacterias marinas de vida libre que constituyen aproximadamente una de cada tres células en la superficie del océano. [2] [3] [4] En general, se estima que los miembros de Pelagibacterales constituyen entre un cuarto y la mitad de todas las células procarióticas del océano. [5]

Inicialmente, este taxón se conocía únicamente por datos metagenómicos y se le conocía como clado SAR11 . Primero se colocó en Rickettsiales, pero luego se elevó al rango de orden y luego se colocó como orden hermana de Rickettsiales en la subclase Rickettsidae. [4] Incluye la especie marina muy abundante Pelagibacter ubique .

Las bacterias de este orden son inusualmente pequeñas. [6] Debido al pequeño tamaño de su genoma y su función metabólica limitada, los Pelagibacterales se han convertido en un organismo modelo para la " teoría racionalizada ". [5]

P. ubique y especies relacionadas son oligótrofos (carroñeros) y se alimentan de carbono y nitrógeno orgánicos disueltos. [3] No pueden fijar carbono ni nitrógeno, pero pueden realizar el ciclo de TCA con derivación de glioxilato y pueden sintetizar todos los aminoácidos excepto la glicina, [7] así como algunos cofactores. [8] También tienen un requerimiento inusual e inesperado de azufre reducido. [9]

P. ubique y los miembros del subgrupo oceánico I poseen gluconeogénesis , pero no una vía de glucólisis típica , mientras que otros subgrupos son capaces de realizar una glucólisis típica. [10]

A diferencia de Acaryochloris marina , P. ubique no es fotosintético (específicamente, no utiliza la luz para aumentar la energía de enlace de un par de electrones), pero posee proteorodopsina (incluida la biosíntesis de retinol ) para la producción de ATP a partir de la luz. [11]

La bacteria SAR11 es responsable de gran parte del metano disuelto en la superficie del océano. Extraen fosfato del ácido metilfosfónico . [12]

Aunque el nombre del taxón deriva de la especie tipo P. ubique (estado de especie Candidatus ), esta especie aún no ha sido publicada válidamente y, por lo tanto, ni el nombre del orden ni el nombre de la especie tienen estatus taxonómico oficial. [13]

Subgrupos

Actualmente, la orden se divide en cinco subgrupos: [14]

Lo anterior da como resultado un cladograma de Pelagibacterales de la siguiente manera:

Ubicación filogenética y teoría endosimbiótica.

Un estudio de 2011 realizado por investigadores de la Universidad de Hawai'i en Mānoa y la Universidad Estatal de Oregón , indicó que SAR11 podría ser el antepasado de las mitocondrias en la mayoría de las células eucariotas. [2] Sin embargo, este resultado podría representar un artefacto de reconstrucción del árbol debido a un sesgo de composición. [dieciséis]

Referencias

  1. ^ ab Grote J, Thrash JC, Huggett MJ, Landry ZC, Carini P, Giovannoni SJ, Rappe MS (2012). "Racionalización y conservación del genoma central entre miembros altamente divergentes del clado SAR11". mBio . 3 (5): 1–13. doi :10.1128/mBio.00252-12. PMC  3448164 . PMID  22991429.
  2. ^ ab J. Cameron Thrash; Alex Boyd; Megan J. Huggett; Jana Grote; Pablo Carini; Ryan J. Yoder; Bárbara Robbertse; Joseph W. Spatáfora; Michael S. Rappé; Stephen J. Giovannoni (junio de 2011). "Evidencia filogenómica de un ancestro común de las mitocondrias y el clado SAR11". Informes científicos . 1 : 13. Código Bib : 2011NatSR...1E..13T. doi :10.1038/srep00013. PMC 3216501 . PMID  22355532. 
  3. ^ ab Morris RM, Rappé MS, Connon SA, et al. (2002). "El clado SAR11 domina las comunidades de bacterioplancton de la superficie del océano". Naturaleza . 420 (6917): 806–10. Código Bib :2002Natur.420..806M. doi : 10.1038/naturaleza01240. PMID  12490947. S2CID  4360530.
  4. ^ abc Ferla MP, Thrash JC, Giovannoni SJ, Patrick WM (2013). "Las nuevas filogenias de las alfaproteobacterias basadas en genes de ARNr brindan una perspectiva sobre los grupos principales, la ascendencia mitocondrial y la inestabilidad filogenética". MÁS UNO . 8 (12): e83383. Código Bib : 2013PLoSO...883383F. doi : 10.1371/journal.pone.0083383 . PMC 3859672 . PMID  24349502. 
  5. ^ ab Giovannoni, Stephen J. (3 de enero de 2017). "Bacteria SAR11: el plancton más abundante de los océanos". Revista anual de ciencias marinas . 9 : 231–255. Código Bib : 2017ARMS....9..231G. doi : 10.1146/annurev-marine-010814-015934 . ISSN  1941-0611. PMID  27687974.
  6. ^ Rappé MS, Connon SA, Vergin KL, Giovannoni SJ (agosto de 2002). "Cultivo del ubicuo clado de bacterioplancton marino SAR11". Naturaleza . 418 (6898): 630–3. Código Bib :2002Natur.418..630R. doi : 10.1038/naturaleza00917. PMID  12167859. S2CID  4352877.
  7. ^ H. James Tripp; Michael S. Schwalbach; Michelle M. Meyer; Josué B. Kitner; Ronald R. Breaker y Stephen J. Giovannoni (enero de 2009). "Ribuswitch único activado por glicina vinculado a la auxotrofia de glicina-serina en SAR11". Microbiología Ambiental . 11 (1): 230–8. doi :10.1111/j.1462-2920.2008.01758.x. PMC 2621071 . PMID  19125817. 
  8. ^ Giovannoni, SJ; Tripp, HJ; Givan, S.; Podar, M.; Virgen, KL; Bautista, D.; Bibbs, L.; Eads, J.; Richardson, TH; Noordewier, M.; Rappé, MS; Breve, JM; Carrington, JC; Mathur, EJ (2005). "Racionalización del genoma en una bacteria oceánica cosmopolita". Ciencia . 309 (5738): 1242-1245. Código Bib : 2005 Ciencia... 309.1242G. doi : 10.1126/ciencia.1114057. PMID  16109880. S2CID  16221415.
  9. ^ H. James Tripp; Josué B. Kitner; Michael S. Schwalbach; John WH Dacey; Larry J. Wilhelm y Stephen J. Giovannoni (abril de 2008). "Las bacterias marinas SAR11 requieren azufre reducido exógeno para crecer". Naturaleza . 452 (7188): 741–4. Código Bib :2008Natur.452..741T. doi : 10.1038/naturaleza06776. PMID  18337719. S2CID  205212536.
  10. ^ Schwalbach, MS; Tripp, HJ; Steindler, L.; Smith, DP; Giovannoni, SJ (2010). "La presencia del operón de glucólisis en los genomas de SAR11 se correlaciona positivamente con la productividad de los océanos". Microbiología Ambiental . 12 (2): 490–500. doi :10.1111/j.1462-2920.2009.02092.x. PMID  19889000.
  11. ^ Giovannoni, SJ; Bibbs, L.; Cho, JC; Stapels, Doctor en Medicina; Desiderio, R.; Virgen, KL; Rappé, MS; Laney, S.; Wilhelm, LJ; Tripp, HJ; Mathur, EJ; Barofsky, DF (2005). "Proteorrodopsina en la ubicua bacteria marina SAR11". Naturaleza . 438 (7064): 82–85. Código Bib :2005Natur.438...82G. doi : 10.1038/naturaleza04032. PMID  16267553. S2CID  4414677.
  12. ^ Carini, P.; Blanco, AE; Campbell, EO; Giovannoni, SJ (2014). "Producción de metano por bacterias marinas quimioheterotróficas SAR11 privadas de fosfato". Comunicaciones de la naturaleza . 5 : 4346. Código Bib : 2014NatCo...5.4346C. doi : 10.1038/ncomms5346 . PMID  25000228.
  13. ^ Don J. Brenner; Noël R. Krieg; James T. Staley (26 de julio de 2005) [1984 (Williams & Wilkins)]. George M. Garrity (ed.). Las Proteobacterias. Manual de bacteriología sistemática de Bergey. vol. 2C (2ª ed.). Nueva York: Springer. págs.1388. ISBN 978-0-387-24145-6. Biblioteca Británica núm. GBA561951.
  14. ^ Robert M. Morris, KLV, Jang-Cheon Cho, Michael S. Rappé, Craig A. Carlson , Stephen J. Giovannoni, Respuesta temporal y espacial de los linajes de bacterioplancton al vuelco convectivo anual en el sitio de estudio de series temporales del Atlántico de las Bermudas " Limnología y Oceanografía 50 (5) pág.
  15. ^ Salcher, MM, J. Pernthaler y T. Posch, Dinámica de la floración estacional y ecofisiología del clado hermano de agua dulce de las bacterias SAR11 'que gobiernan las olas' (LD12). ISME J, 2011.
  16. ^ Rodríguez-Ezpeleta N, Embley TM (2012). "El grupo SAR11 de alfa-proteobacterias no está relacionado con el origen de las mitocondrias". MÁS UNO . 7 (1): e30520. Código Bib : 2012PLoSO...730520R. doi : 10.1371/journal.pone.0030520 . PMC 3264578 . PMID  22291975.