Biologia de los microorganismos (41)

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E S T R U C T U R A Y F U N C I O N E S D E L A S C É L U L A S M I C R O B I A N A S 53
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A
D
 1
Inclusiones de almacenamiento magnéticas: 
magnetosomas
Algunas bacterias pueden orientarse en un campo magnético 
porque contienen magnetosomas. Estas estructuras son partícu-
las intracelulares de magnetita (Fe
3
O
4
), mineral de óxido de hie-
rro (Figura 2.38). En algunas bacterias magnetotácticas se forma 
el mineral de azufre greigita (Fe
3
S
4
). Tanto la magnetita como la 
greigita son minerales magnéticos. Los magnetosomas crean un 
dipolo magnético en las células, lo que les permite orientarse en 
un campo magnético. Las bacterias que producen magnetoso-
mas presentan magnetotaxia, la propiedad de desplazarse a lo 
largo de las líneas magnéticas de la Tierra. Se han encontrado 
magnetosomas en varios organismos acuáticos que crecen mejor 
a bajas concentraciones de O
2
. Así, se piensa que una de las fun-
ciones de los magnetosomas podría ser la de guiar a estas célu-
las fundamentalmente acuáticas hacia abajo (en la dirección del 
campo magnético de la Tierra), hacia los sedimentos en los que 
la concentración de O
2
 es menor. Un productor de greigita es 
una bacteria reductora de sulfato, y estos organismos son anae-
robios estrictos, de modo que es especialmente importante para 
estas especies magnetotácticas permanecer en zonas anóxicas.
Cada magnetosoma individual está rodeado por una fina 
membrana formada por fosfolípidos, proteínas y glicoproteínas 
algunos organismos los pueden usar directamente para sinteti-
zar ATP, un compuesto rico en energía. El fosfato suele ser un 
nutriente limitante en ambientes naturales, de manera que si 
una célula tiene un exceso de fosfato, le resulta útil almacenarlo 
como polifosfato para usarlo más adelante. 
Muchos procariotas gramnegativos pueden oxidar compues-
tos de azufre reducido, como el sulfuro de hidrógeno (H
2
S); 
estos organismos son las «bacterias del azufre», descubiertas 
por el gran microbiólogo Sergei Winogradsky ( Sección 1.9). 
La oxidación del sulfuro está ligada a la necesidad de electrones 
para impulsar reacciones del metabolismo energético (quimio-
litotrofia) o de fijación de CO
2
 (autotrofia). En cualquier caso, 
el azufre elemental (S0) procedente de la oxidación del sulfuro 
puede acumularse en la célula en gránulos visibles al micros-
copio (Figura 2.36b) que persisten mientras exista la fuente del 
azufre reducido. No obstante, cuando la fuente de azufre redu-
cido se vuelve limitante, el azufre de los gránulos es oxidado a 
sulfato (SO
4
2−) y aquellos desaparecen lentamente a medida que 
procede la reacción. Es interesante observar que aunque los gló-
bulos de azufre parecen estar en el citoplasma, en realidad se 
encuentran en el periplasma (Sección 2.11). En estas células, el 
periplasma se expande hacia fuera para acomodar los glóbulos a 
medida que el H
2
S es oxidado a S0, y después se contrae cuando 
el S0 es oxidado a SO
4
2−.
Las cianobacterias filamentosas (véase la Figura 2.55) son 
conocidas desde hace tiempo por su capacidad para formar 
minerales de carbonato en la superficie externa de sus células. 
No obstante, algunas cianobacterias también pueden formarlos 
dentro de la célula, como inclusiones celulares. Por ejemplo, la 
cianobacteria Gleomargarita forma gránulos intracelulares de 
benstonita, un mineral de carbonato que contiene bario, estron-
cio y magnesio (Figura 2.37). El proceso microbiológico de for-
mación de minerales recibe el nombre de biomineralización. 
No está del todo claro por qué estas cianobacterias forman este 
mineral en concreto, pero podría servir a las células como las-
tre para mantenerlas en su hábitat, en las profundidades de un 
lago alcalino en México. Varios procariotas catalizan la biomi-
neralización de diferentes minerales ( Sección 13.21), pero 
solo en el caso de Gleomargarita y los magnetosomas (que vere-
mos a continuación) se han observado inclusiones intracelula-
res como resultado del proceso.
Figura 2.38 Bacterias magnetotácticas y magnetosomas. (a) Micrografía
de contraste por interferencia diferencial de bacterias magnetotácticas 
cocoidales en la que se aprecian las cadenas de magnetosomas (flechas). 
Una célula tiene 2,2 μm de ancho. (b) Magnetosomas aislados de la bacteria 
magnetotáctica Magnetospirillum magnetotacticum; cada partícula mide unos 
50 nm de ancho. (c) Micrografía electrónica de transmisión de magnetosomas 
de un coco magnético. La flecha señala la membrana que rodea cada 
magnetosoma. Un magnetosoma mide unos 90 nm de ancho.
Figura 2.37 Biomineralización por una cianobacteria. Micrografía
electrónica de una célula de la cianobacteria Gleomargarita que contiene 
gránulos del mineral benstonita [(Ba,Sr,Ca)
6
Mg(CO
3
)
13
]. Una célula tiene unos 
2 μm de ancho.
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