El anuncio de un tercer camino metabólico levanta sospechas de que haya más por ser encontrados.
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Descubren un microorganismo extremófilo que vive en ambientes salinos, concretamente en el mar Muerto, que usa un sistema metabólico diferente al del resto de los organismos conocidos de la Tierra.
La verdadera respiración se da en el interior de las células. En ellas se producen unas reacciones químicas metabólicas específicas que a partir de oxígeno y compuestos orgánicos se produce energía. Los vertebrados por ejemplo, usan un ciclo metabólico conocido por ciclo de Krebs, en el que una molécula de acetil coenzima A (acetyl-CoA) juega un papel crucial, pues ayuda a acomodar compuestos de una enzima a la siguiente según éstos son desmantelados. Los vertebrados no pueden convertir acetyl-CoA en componentes necesarios para sintetizar glucosa, pero las plantas, algunas bacterias, hongos y otros microorganismos sí que pueden.
Se han descrito dos procesos en los que algunos microorganismos, incluyendo alguna bacteria antigua, convierte acetyl-CoA en los bloques necesarios para hacer glucosa: el ciclo de glioxilato y el etilmalonil-CoA. El segundo se descubrió hace sólo dos años.
Ahora un grupo alemán ha descubierto una arquea en el mar Muerto que usa un tercer método: el ciclo metilaspartato.
El hallazgo se realiazó cuando se dieron de que Haloarcula marismortui no podía usar el ciclo de glioxilato al carecer de una enzima esencial denominada liasa isocitrato. Haloarcula marismortui tampoco podía estar usando el sistema etilmalonil-CoA porque carecía de los genes necesarios para sintetizar las enzimas necesarias. Así que Ivan Berg, de la Universidad de Friburgo, y su grupo pensaron que sería interesante estudiar la arquea en detalle por si usaba un camino metabólico distinto.
Estos investigadores dedicaron más de dos años al análisis de las enzimas de H. marismortui cuando se cultivaba en acetato. Los análisis proporcionaron el descubrimiento del ciclo metilaspartato, que es un camino más largo, pero que permite a estos microorganismos prosperar en medios muy salados. De hecho, este ciclo proporciona a estas arqueas beneficios en el medio en que viven. Así, un compuesto intermedio limita los efectos de la ósmosis, un factor muy importante a tener en cuenta si se vive en medios muy salinos.
La ósmosis tiene a hacer que las moléculas de agua pasen a través de una membrana de un medio menos salino a otro más salino. Traducido este efecto a la membrana celular se produce una pérdida de agua de la célula si a ésta se le rodea un medio muy salado, produciéndose su desecación (básicamente la razón de que se conserven los salazones o el jamón).
Según William Martin, botánico de la Universidad de Heinrich Heine en Dusseldorf, este descubrimiento es un gran avance en la comprensión del mundo bioquímico.
Además, esta investigación proporciona nuevas perspectivas sobre la evolución. Durante el análisis del nuevo ciclo los investigadores encontraron similitudes entre las enzimas usadas en este caso y las que usa una bacteria antigua. Esto indicaría que H. marismortui tomó prestados los genes necesarios para el nuevo ciclo por transferencia horizontal de la bacteria, y sugeriría el uso de atajos evolutivos por préstamo secuencias genéticas en lugar de esperar a que un largo proceso de mutación aleatoria y selección dé con la solución adecuada.
El hallazgo de un tercer camino metabólico es una indicación de que quizás haya otros a la espera de ser identificados. Posiblemente la diversidad de la vida es mayor de lo que pensamos ahora.
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Fuentes y referencias:
Noticia en nature. [2]
Artículo original. [3]
Foto: Salt @ Dead Sea por Florian Seiffert, vía Flickr.