Brocadia spp.

Brocadia species

Classificació^[4]:

Domini: Prokaryota

Regne: Bacteria

Fílum: Planctomycetes

Classe: Planctomycetia

Ordre: Candidatus Brocadiales

Família: Candidatus Brocadiaceae

Gènere: Candidatus Brocadia

Característiques morfològiques:

Figura 1. Diagrama de l'estructura d'una bacteria anammox.^[5]

 Forma: Coc. Les cèl·lules viuen de manera aïllada (no fan agrupacions).

Gram: Gramnegatius (No tenen peptidoglicà a la membrana).

Mida: 1 µm de diàmetre.

Cèl·lules sèssils (sense flagel·lació) i sense pigmentació. Les seves parets es conformen de glicoproteïnes riques en àcid glutàmic enlloc de peptidoglicà.

Posseeixen un orgànul especial anomenat anammoxosoma que ocupa un 30-60% de la cèl·lula^[5]. El seu interior no comparteix el mateix citosol que la cèl·lula i la composició lipídica de la membrana evita que els productes tòxics que es formen a dins no es mesclin amb el citoplasma cel·lular^[2].

Característiques metabòliques:

Quimiolitoautotròfic anaeròbic. En presència d’oxigen el seu metabolisme es veu perjudicat^[3].

Font de carboni: CO₂

Font de poder reductor: NH₄⁺

Acceptor d’electrons: NO₂^-

 Font d’energia: Reacció anammox (Oxidació de l’amoni)

Reacció d’oxidació de l’amoni: NH₄⁺ + NO₂^- -> N₂ + 2H₂O (ΔG° = -357 kJ/mol)

Reacció de formació de matèria orgànica: CO₂ + 2 NO₂^- + H₂O  -> CH₂O + 2 NO₃^- (no segueixen el cicle de Calvin, sinó la ruta de l’acetil-CoA)^[1]

Les espècies de Candidatus Brocadia poden portar a terme la reacció anammox gràcies al seu anammoxosoma. Generen un intermediari molt tòxic anomenat hidrazina (N₂H₄) abans d’obtenir N₂, el qual queda aïllat del citoplasma cel·lular gràcies a la membrana de l’anammoxosoma. Són els únics organismes coneguts que generin aquest compost (utilitzat en l’elaboració de combustible per a coets) a partir de nitrit i amoni^[6].

Característiques ecològiques:

Candidatus Brocadia es pot trobar en molts tipus d’aigües segons l’espècie: dolces i salabroses, rius i aigües estancades, clima mediterrani i àrtic, etc. Tot i així, el rang de temperatures on es solen trobar és entre 20–45ºC i amb un rang de pH entre 6,5-9. El medi ha de contenir altes concentracions de compostos de nitrogen i poca concentració d’oxigen, per tant és molt probable trobar espècies de Candidatus Brocadia en aigües residuals i estancades^[2].

Altres característiques, aplicacions o problemàtiques:

El terme Candidatus s’utilitza per anomenar espècies de microorganismes que no es poden cultivar al laboratori a causa de la naturalesa d’aquests, dels seus requeriments nutricionals o la dificultat d’emular els medis on viuen.

S’ha estudiat Candidatus Brocadia per la seva utilitat en el sanejament d’aigües que continguin nitrogen reactiu per convertir-lo en nitrogen gas. Actualment també s’està investigant la seva capacitat de generar hidrazina per crear nous biocombustibles^[1].

Algunes espècies: Candidatus Brocadia anammoxidans, Candidatus Brocadia sinica, Candidatus Brocadia brasiliensis, Candidatus Brocadia fulgida, Candidatus Brocadia caroliniensis^[4].

Bibliografia

[1] Madigan, M. T., Martinko, J. M., Stahl, D., i Clark, D. P. (2010). Brock Biology of Microorganisms (13a edició). San Francisco: Pearson Education.

 

[2] Oshiki, M., Shimokawa, M., Fujii, N., Satoh, H., i Okabe, S. (2011). Physiological characteristics of the anaerobic ammonium-oxidizing bacterium ‘Candidatus Brocadia sinica’. Microbiology, 157, 1706–1713. doi: DOI 10.1099/mic.0.048595-0

[3] Strous, M., Van Gerven, E., Kuenen, J. G. i Jetten, M. (1997).  Effects of aerobic and microaerobic conditions on anaerobic ammonium-oxidizing (Anammox) sludge. Applied and Environmental Microbiololgy, 63, 2446-2448. Recuperat des de http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1389188/pdf/hw2446.pdf

[4] National Center for Biotechnology information. (2009). Taxonomy: Candidatus Brocadia. Recuperat des de http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?id=380240

[5] Kenyon College. (2013). Candidatus Brocadia Annamoxidans. Recuperat des de https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Candidatus_Brocadia_anammoxidans

[6] Kenyon College. (2013). Annamox. Recuperat des de https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Anammox


Pedro Juan Buigues, Manuel Cano, Ismael Chaguaceda, Eric de Bernarndo