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. Clorobiul crește în covorașe dense peste izvoarele termale, precum și în alte nămoluri calde și corpuri de apă care conțin suficient hidrogen sulfurat (utilizat de C. tepidum ca donator de elecron). C. tepidum este un model valoros pentru bacteriile cu sulf verde, deoarece este ușor de cultivat și transformabil în mod natural.
structura genomului
genomul cromozomului circular unic al lui C. tepidum este de 2.154.946 bp și a fost primul secvențiat în phylum Chlorobia. Multe gene s-au dovedit a fi foarte conservate în rândul speciilor fotosintetice și păreau să nu aibă o funcție clară în cadrul C. tepidum; cu toate acestea, se crede că aceste gene joacă roluri specifice în fotosinteză sau fotobiologie. Analiza și comparația filogenomică au arătat că C. tepidum conține duplicări ale genelor implicate în căile biosintetice pentru fotosinteză și metabolismul sulfului și azotului. Aceste metode au prezentat, de asemenea, asemănări genetice între procesele metabolice C. tepidum și multe specii arhaice (Eisen și colab. 2002) . Există alte trei specii care sunt în prezent secvențiate și se află în procesul de asamblare. Acestea sunt chlorobium phaeobacteroides DSM 266, Chlorobium phaeobacteroides BS1, Chlorobium limicola DSM 245.
structura celulară și metabolismul
Clorobiul sunt celule Gram-negative. Chlorobium sp. poate din lanțuri lungi de celule aproape sferice. Unele tulpini pot forma bobine de celule în formă de C. Chlorobium tepidum trăiește prin fotosinteza anoxigenică și produce sulf elementar ca produs rezidual. C. tepidum depozitează sulferul elementar în afara celulelor sale, spre deosebire de Cromatiu și Tiothrix, alte două bacterii producătoare de sulf. În plus, pot fotooxidiza hidrogenul, precum și alți compuși ai sulfului, cum ar fi sulfura, polisulfura și tiosulfatul. Ele sunt, de asemenea, autotrofice obligatorii.
organelul principal al antenei de recoltare a luminii, care folosește energia electromagnetică pentru a alimenta aceste procese, în C. tepidum este clorozomul, care constă din bacterioclorofil c foarte agregat și carotenoizi înconjurați de un înveliș lipidic-proteic. Această structură ovoidă este diferită de majoritatea celorlalte organisme fototrofice. (Cu toate acestea, ele sunt similare cu o structură conținută în familia cloroflexaceae îndepărtată filogenetic.) Clorozomii au o lungime de 70 până la 180 nm și o lățime de 30 până la 60 nm. După cum se poate observa în imaginea din partea de sus a acestei pagini, acestea sunt atașate la centrele de reacții din membrana citoplasmatică.
oxidarea sulfurii la sulf a fost studiată în trecut în C. limicola ca un posibil biocatalizator pentru îndepărtarea gazelor acide obținute prin hidroprocesarea combustibililor fosili. Formarea sulfului din sulfură, în care sulfura acționează ca substrat reducător, apare după cum urmează (Douglas și colab. 1985):
pentru a vedea o listă a unora dintre căile metabolice care apar în C. tepidum, vizitați Institutul de Biologie a sistemelor sau vizitați o listă a genelor care controlează căile metabolice cunoscute la Cianobază.
Ecologie
C. tepidum este o bacterie verde de sulf care crește, în general, într-un covor dens peste izvoarele termale. Ele se găsesc, de asemenea, în ape bogate în anoxici și sulfuri, noroi și sedimente. Ele cresc cel mai bine la temperaturi cuprinse între 40 și 50 de grade Celsius și la un pH cuprins între 6,0 și 4,5.
compoziția bacteriană fototrofică a unui covor bacterian sau a oricărui corp de apă depinde de obicei de calitatea și lungimea de undă a luminii pe care o primește apa. Factorii care afectează acest lucru sunt algele care filtrează lumina și terenul care înconjoară izvorul fierbinte, noroiul sau corpul de apă. Bacteriile de pigmenți diferiți captează diferite lungimi de undă ale luminii; prin urmare, Clorobiul și alte bacterii cu sulf verde, cum ar fi Cromotiul, precum și alte bacterii fototrofe, pot fi găsite distribuite în mediul lor într-un mod care le permite să supraviețuiască și să concureze eficient între ele. În plus față de calitatea luminii, C. tepidum și alte bacterii cu sulf verde necesită cantități suficiente de hidrogen sulfurat sau alți donatori de electroni pentru căile lor fotosintetice unice (Montesinos și colab.1983).
din cauza lui C. capacitatea lui tepidum de a crește în lumină scăzută și oxigen (în primele zile ale pământului, când existau niveluri ridicate de lumină UV) cercetătorii cred că aici își poate avea originea fototeza.
Cork, Douglas, Jeremy Mathers, Andrea Maka și Anna Srnak. 1985. „Controlul metabolismului sulfer oxidativ al chlorobium limicola forma tiosulfatophilum.”Microbiologie aplicată și de mediu, Vol. 49, nr. 2. Societatea Americană de Microbiologie. 269-272.
Cianobază: despre Chlorobium tepidum
Eisen, Jonathan A., și colab. 2002. „Secvența genomului complet al Chlorobium tepidum TLS, o bacterie fotosintetică, anaerobă, verde-sulf.”Proc Natl Acad Sci SUA, Vol. 99, nr. 14. 9509-9514.
Montesinos, Emilio, Ricardo Guerrero, Carlos Abella și Isabel Esteve. 1983. „Ecologia și fiziologia competiției pentru lumină între Chlorobium limicola și chlorobium phaeobacteroides în habitatele naturale.”Microbiologie aplicată și de mediu, Vol. 46, nr. 5. Societatea Americană de Microbiologie. 1007-1016.
PennState: cercetări privind Chlorobium tepidum în laboratorul Bryant