Pyrococcus furiosus

Pyrococcus furiosus Descrição da imagem Pyrococcus furiosus.png. Classificação
Reinado Archaea
Galho Euryarchaeota
Aula Termococos
Pedido Termocócica
Família Thermococcaceae
Gentil Pyrococcus

Espécies

Pyrococcus furiosus
Fiala & Stetter , 1986

Pyrococcus furiosus é uma arquéia extremofílica considerada hipertermofílica, na medida em que se desenvolve preferencialmente em temperaturas superiores àquelas em que os termófilos evoluem. É notável por sua temperatura ótima de crescimento de 100  ° C - uma temperatura que mata a maioria dos outros seres vivos - e por ser um dos poucos organismos a possuir enzimas contendo tungstênio .

Fisiologia

Esta arquéia foi isolada de sedimentos hidrotérmicos e cultivada em laboratório para estudo. É notável por seu tempo de duplicação de apenas 37 minutos em condições ideais. Ocorre na forma de conchas essencialmente regulares de aproximadamente 0,8  μm a 1,5  μm de diâmetro com uma ciliação monopolar polytrich. Cada célula é circundada por um envelope de glicoproteína , que distingue esta arquea das bactérias .

P. furiosus prospera em uma faixa de temperatura de 70  a  103  ° C , com uma temperatura ótima de crescimento de 100  ° C , e em um pH entre 5 e 9 com um ótimo de 7. Este organismo cresce bem no extrato de levedura, maltose , celobiose , β-glucanas , amido e fontes de peptídeos ( triptona , peptona , caseína e extratos de carne). É uma faixa bastante ampla em comparação com outras arquéias. Em contraste, P. furiosus não cresce, ou muito lentamente, em um meio de aminoácidos , ácidos orgânicos , álcoois e a maioria dos carboidratos (incluindo glicose , frutose , lactose e galactose ).

O metabolismo desta arquéia produz dióxido de carbono CO 2e hidrogênio H 2. A presença de hidrogênio no ambiente de P. furiosus limita significativamente seu crescimento, exceto na presença de enxofre  ; archaea então produz sulfeto de hidrogênio H 2 Smas não parece produzir energia metabólica desta forma: ao contrário de muitos outros hipertermófilos, P. furiosus não usa enxofre para sua energia e prospera independentemente da presença de enxofre em seu meio de crescimento.

P. furiosus também é notável por seu sistema de respiração celular surpreendentemente simples  : a energia metabólica da célula é produzida pela redução direta de prótons (na forma de íons de hidrônio ) em hidrogênio H 2gasoso pela transferência de elétrons da cadeia respiratória , o que gera um gradiente eletroquímico de prótons através da membrana celular para fosforilar o ADP em ATP por meio do acoplamento quimiosmótico . Este mecanismo simples pode ser um precursor muito antigo do sistema respiratório conhecido em todos os organismos superiores atuais.

O sequenciamento completo do genoma desta arquéia foi realizado em 2001 por uma equipe do Instituto de Biotecnologia da Universidade de Maryland (UMBI) em Baltimore , Estados Unidos  ; o genoma caracterizado contém 1.908  quilobases que codificam cerca de 2.065  proteínas .

Formulários

A DNA polimerase de P. furiosus ( Pfu DNA polimerase ) é usada para a amplificação da cadeia do DNA por PCR .

P. furiosus está sendo estudado em engenharia genética com o objetivo de desenvolver plantas adequadas para cultivo em estufas no planeta Marte , em particular pela introdução de genes de P. furiosus em Arabidopsis thaliana , conhecido como "caranguejo-damas".

Notas e referências

  1. (em) Rajat Sapra, Karine Bagramyan e Michael WW Adams , "  Um único sistema de conservação de energia: redução de prótons acoplada à translocação de prótons  " , Proceedings of the National Academy of Sciences dos Estados Unidos da América , vol.  100, n o  13, 5 de junho de 2003, p.  7545-7550 ( leia online ) DOI : 10.1073 / pnas.1331436100
  2. (em) Frank T. Robb, Dennis L. Maeder, James R. Brown, Jocelyne DiRuggiero, Mark D. Stump, Raymond K. Yeh Robert B. Weiss e Dianne Dunn , "  Genomic sequence of hyperthermophilic, Pyrococcus furiosus : Implications for fisiologia e enzimologia  ” , Methods in Enzymology , vol.  330, 2001, p.  134-157 ( ler online ) DOI : 10.1016 / S0076-6879 (01) 30372-5 PMID 11210495