Anabaena es un género de cianobacterias filamentosas que existen como plancton . Son conocidas por sus capacidades de fijación de nitrógeno y forman relaciones simbióticas con ciertas plantas, como el helecho mosquito . Son uno de los cuatro géneros de cianobacterias que producen neurotoxinas , que son dañinas para la vida silvestre local, así como para los animales de granja y las mascotas. Se supone que la producción de estas neurotoxinas es un insumo en sus relaciones simbióticas, protegiendo a la planta de la presión del pastoreo .
En 1999 se emprendió un proyecto de secuenciación de ADN que permitió mapear el genoma completo de Anabaena , que tiene una longitud de 7,2 millones de pares de bases. El estudio se centró en los heterocistos , que convierten el nitrógeno en amoníaco . Algunas especies de Anabaena se han utilizado en los arrozales , demostrando ser un fertilizante natural eficaz .
En condiciones de limitación de nitrógeno, las células vegetativas se diferencian en heterocistos a intervalos semirregulares a lo largo de los filamentos. Las células heterocíticas están especializadas terminalmente para la fijación de nitrógeno. El interior de estas células es microóxico como resultado del aumento de la respiración, la inactivación del fotosistema (PS) II productor de O 2 y la formación de una envoltura engrosada fuera de la pared celular. La nitrogenasa , secuestrada dentro de estas células, transforma el dinitrógeno en amoníaco a expensas del ATP y el reductor, ambos generados por el metabolismo de los carbohidratos, un proceso complementado, a la luz, por la actividad del PS I. Los carbohidratos, probablemente en forma de glucosa, se sintetizan en las células vegetativas y se mueven hacia los heterocistos. A cambio, el nitrógeno fijado en los heterocistos se mueve hacia las células vegetativas, al menos en parte en forma de aminoácidos . [2]
El helecho Azolla forma una relación simbiótica con la cianobacteria Anabaena azollae , que fija el nitrógeno atmosférico y le da acceso a este nutriente esencial . Esto ha llevado a que la planta sea denominada una "superplanta", ya que puede colonizar fácilmente áreas de agua dulce y crecer a gran velocidad, duplicando su biomasa en tan solo 1,9 días. [3] El factor limitante típico de su crecimiento es el fósforo , cuya abundancia, debido a la escorrentía química, a menudo conduce a floraciones de Azolla . A diferencia de otras plantas conocidas, el microorganismo simbiótico se transfiere directamente de una generación a la siguiente. Esto ha hecho que Anabaena azollae dependa completamente de su huésped, ya que varios de sus genes se han perdido o se han transferido al núcleo de las células de Azolla. [4]
Anabaena se utiliza como organismo modelo para estudiar la visión simple . El proceso en el que la luz cambia la forma de las moléculas en la retina , impulsando así las reacciones y señales celulares que causan la visión en los vertebrados , se estudia en Anabaena . La rodopsina sensorial de Anabaena , una proteína de membrana específica sensible a la luz, es fundamental para esta investigación. [5]
Las roturas de doble cadena (DSB) son un tipo de daño del ADN que se puede reparar mediante recombinación homóloga . Este proceso de reparación enzimática ocurre en varios pasos enzimáticos, incluido un paso temprano catalizado por la proteína RecN. [6] Un estudio de la dinámica de RecN en la reparación de DSB en Anabaena indicó una regulación diferencial de la reparación de DSB de modo que está activa en células vegetativas pero ausente en heterocistos maduros que son células terminales. [7]
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