A Microbial Biorealm page on the genus Chlorobium
Classification
Higher order taxa:
Bacteria; Bacteroidetes/Chlorobi group; Bacteroidetes; Chlorobi; Chlorobia; Chlorobiales; Chlorobiaceae
Species:
Chlorobium ferrooxidans, Chlorobium limicola, Chlorobium phaeobacteroides, Chlorobium phaeovibraoides, Chlorobium sp.
NCBI: Taxonomy Genome
Description and Significance
Chlorobium tepidum is a thermophilic green sulfer bacteria originally isolated from a New Zealand hot spring. This type of bacterium has special light-harvesting complexes called chlorosomes that contain bacteriochlorophylls and carotenoids. El clorobio crece en esteras densas sobre aguas termales, así como en otros lodos y cuerpos de agua cálidos que contienen suficiente sulfuro de hidrógeno (utilizado por C. tepidum como donante de elecrón). C. tepidum es un modelo valioso para las bacterias verdes del azufre porque se cultiva fácilmente y se puede transformar naturalmente.
Estructura del genoma
El genoma del cromosoma circular único de C. tepidum es de 2.154.946 bp y fue el primero secuenciado en el filo Clorobia. Se encontró que muchos genes estaban altamente conservados entre las especies fotosintéticas y parecían no tener una función clara dentro de C. tepidum; sin embargo, se cree que estos genes desempeñan papeles específicos en la fotosíntesis o la fotobiología. El análisis filogenómico y la comparación mostraron que C. tepidum contiene duplicaciones de genes involucrados en las vías biosintéticas para la fotosíntesis y el metabolismo del sulfuro y el nitrógeno. Estos métodos también mostraron similitudes genéticas entre los procesos metabólicos de C. tepidum y muchas especies de arqueas (Eisen et al. 2002) . Hay otras tres especies que se están secuenciando y están en proceso de ensamblaje. Son Chlorobium phaeobacteroides DSM 266, Chlorobium phaeobacteroides BS1, Chlorobium limicola DSM 245.
Estructura celular y Metabolismo
El clorobio son células gramnegativas. Chlorobium sp. lata de largas cadenas de células casi esféricas. Algunas cepas pueden formar bobinas de células en forma de C. El clorobio tepidum vive por fotosíntesis anoxigénica y produce azufre elemental como producto de desecho. C. tepidum deposita el sulfuro elemental fuera de sus células a diferencia de Cromatium y Thiothrix, otras dos bacterias productoras de sulfuro. Además, pueden fotooxidar el hidrógeno, así como otros compuestos de azufre como el sulfuro, el polisulfuro y el tiosulfato. También son autotróficos obligatorios.
El principal orgánulo de antena de recolección de luz, que utiliza energía electromagnética para impulsar estos procesos, en C. tepidum es el clorosoma, que consiste en bacterioclorofila c altamente agregada y carotenoides rodeados por una envoltura de proteína lipídica. Esta estructura ovoide es diferente de la mayoría de los otros organismos fototróficos. (Sin embargo, son similares a una estructura contenida dentro de la familia filogenéticamente distante Chloroflexaceae.) Los clorosomas miden de 70 a 180 nm de largo y de 30 a 60 nm de ancho. Como se puede ver en la imagen en la parte superior de esta página, están unidos a los centros de reacciones en la membrana citoplasmática.
La oxidación de sulfuro a azufre se ha estudiado en el pasado en C. limicola como un posible biocatalizador para eliminar los gases ácidos producidos por el hidroprocesamiento de combustibles fósiles. La formación de azufre a partir de sulfuro, en el que el sulfuro actúa como sustrato reductor, aparece de la siguiente manera (Douglas, et al. 1985):
Para ver una lista de algunas de las vías metabólicas que ocurren dentro de C. tepidum, visite el Instituto de Biología de Sistemas o visite una lista de los genes que controlan las vías metabólicas conocidas en la Cianobasa.
Ecología
C. tepidum es una bacteria verde de azufre que generalmente crece en una estera densa sobre aguas termales. También se encuentran en aguas anóxicas y ricas en sulfuros, lodo y sedimentos. Crecen mejor a temperaturas de entre 40 y 50 grados Celsius y a un pH de entre 6,0 y 4,5.
La composición bacteriana fototrófica de una estera bacteriana o de cualquier cuerpo de agua suele depender de la calidad y longitud de onda de la luz que recibe el agua. Los factores que afectan esto son las algas que filtran la luz y el terreno que rodea la fuente termal, el barro o el cuerpo de agua. Las bacterias de diferentes pigmentos capturan diferentes longitudes de onda de luz; por lo tanto, el clorobio y otras bacterias verdes de azufre como el Cromotio, así como otras bacterias fototróficas, se pueden encontrar distribuidas por todo su entorno de una manera que les permite sobrevivir y competir de manera eficiente entre sí. Además de la calidad de la luz, C. tepidum y otras bacterias verdes de azufre requieren cantidades suficientes de sulfuro de hidrógeno u otros donantes de electrones para sus vías fotosintéticas únicas (Montesinos et al.1983).
Debido a C. la capacidad de tepidum para crecer con poca luz y oxígeno (durante los primeros días de la tierra, cuando había altos niveles de luz ultravioleta) los investigadores creen que aquí es donde la fotosítesis puede tener sus orígenes.
Cork, Douglas, Jeremy Mathers, Andrea Maka y Anna Srnak. 1985. «Control of oxidative sulfer metabolism of Chlorobium limicola forma thiosulfatophilum.»Applied and Environmental Microbiology, Vol. 49, Nº 2. Sociedad Americana de Microbiología. 269-272.
CianoBase: Acerca de Chlorobium tepidum
Eisen, Jonathan A., et al. 2002. «The complete genome sequence of Chlorobium tepidum TLS, a photosynthetic, anaerobic, green-sulfur bacterium.»Proc Natl Acad Sci USA, Vol. 99, Nº 14. 9509-9514.
Montesinos, Emilio, Ricardo Guerrero, Carlos Abella e Isabel Esteve. 1983. «Ecology and physiology of the competition for light between Chlorobium limicola and Chlorobium phaeobacteroides in natural habitats.»Applied and Environmental Microbiology, Vol. 46, No. 5. Sociedad Americana de Microbiología. 1007-1016.
PennState: Investigación del Clorobio tepidum en el laboratorio de Bryant