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Imágenes de la ciencia y la naturaleza: los magnetosomas


Los magnetosomas son estructuras cristalinas que poseen algunas bacterias en su citoplasma. Estas estructuras suelen estar rodeadas de una membrana, al igual que otros endosomas, y tiene una serie de particularidades que los hacen únicos: (i) una estructura cristalina particular y de una extraordinaria perfección, (ii) su tamaño es tan sólo de unos pocos nanómetros y (iii) su composición química tiene una tremenda pureza, está constituida por magnetita (óxido de hierro) o grieguita (sulfuro de hierro) y esta pureza no ha sido conseguida igual por ninguna síntesis o purificación llevada a cabo en el laboratorio. Estas características las hacen que posean un alto interés por su interés biotecnológicos.

Contestaré a modo de preguntas más frecuentes algunos aspectos de los magnetosomas.
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¿Qué aplicación puede tener los magnetosomas?

Fundamentalmente se utilizan en microelectrónica; los magnetosomas son nanoimanes que puede ser empleados en cualquier dispositivo de nanotecnología. También son empleados como partículas nanomagnéticas en terapia contra el cáncer, como un mecanismo de hacer llegar el fármaco hasta las células tumorales.

Imagen al microcopio de contraste de fases (1000 x) de Magnetospirillum magnetotacticum

¿Qué tipo de bacterias producen los magnetosomas?

Son bastante diversas. Muchas de ellas se engloban en los género Magnetospirillum o Magnetococcus. Las bacterias del género Magnetospirillum son bacterias con forma de sacacorchos (espirilos) gram negativas, perteneciente al grupo taxonómico de las alfa-proteobacterias. Son anaerobios facultativos o microaerófilos y viven en zonas de transición entre zonas anoxigénicas y zonas oxigenadas. Su habitat predilecto son las zonas húmedas enfangadas o sedimentos marinos donde existen ambientes ricos en azufre y pobres en oxígeno.

¿Qué se sabe acerca de la genética de los magnetosomas?

Cada vez más desde que el grupo de Matsunaga y colaboradores en el año 2005 diera a conocer la secuencia completa de una bacteria que formaba magnetosomas. En ese trabajo se muestra la existencia de una “isla genómica” que agrupa al conjunto de genes que codifica las proteínas responsables de la formación del magnetosoma. Poco a poco se han ido conociendo la función de esas proteínas y su papel biológico.

Alineamiento de los magnetosomas en el interior de una bacteria

¿Cómo se organizan los magnetosomas en la célula?

Se organizan a lo largo del eje mayor de esa bacteria de forma longitudinal como si fueran las cuentas de un collar.

¿Por qué son importantes los magnetosomas en exobiología?

Como ya se ha indicado los magnetosomas son formaciones de composición química extremadamente pura, con una estructura cristalina particular, y de tamaño nanométrico. En el año 1984 se identificó un meteorito en la Antártica que fue denominado ALH84001. Se estableció que este meteorito procedía de Marte y llegó a la Tierra hace más de 10.000 años. Estudios de microscopía han detectado estructuras similares a los magnetosomas en dicho meteorito, por lo que se hipotetiza que quizás en época remotas vivieron bacterias, u otras formas de vida capaces de formarlos, en Marte.

¿Sólo las bacterias poseen magnetosomas

No, aunque poseen otro nombre, diferentes organismos poseen incrustaciones de magnetita. Por ejemplo se han identificado en los quitones (un grupo de moluscos), salmones, palomas e incluso humanos.

Movimiento de bacterias, portadoras de magnetosomas, hacia el norte inducidas con un imán.

¿Qué función tienen los magnetosomas en la célula bacteriana?

La hipótesis más convincente es la de orientarse en el campo magnético existente. En animales como el salmón o la paloma parece claro que esto es así, en bacterias no está tan claro. Los magnetosomas pueden permitir a la bacteria ir fijando su posición con respecto al norte, pudiendo trazar una ruta a través del campo magnético hacia zonas de distintas concentraciones de oxígeno y de nutrientes.

En este vídeo se puede observar el movimiento de un grupo de bacterias magnéticas desplazadas en el cultivo por un imán que mueve el investigador a la vez que las observa y graba al microscopio. La línea interior del círculo indica la orientación del campo magnético. Observad como las bacterias se desplazan siguiendo ese campo.

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Entradas relacionadas:


  1. 16 mayo, 2010 en 10:14 | #1

    Qué alucinante. Como siempre decimos, hay mucha más maravilla en la Ciencia que en la pseudociencia. Gracias por compartirlo, Manuel. :)

  2. 16 mayo, 2010 en 12:56 | #2

    La floreciente industria de la nanotecnología seguro que ya ha puesto los ojos en ellos.

    Gracias por la difusión.

  3. Carlos
    16 mayo, 2010 en 13:26 | #3

    Probablemente también relacionados con la linea lateral de los peces

  4. Carlos
    16 mayo, 2010 en 13:26 | #4

    Muy bueno, Manuel

  5. AvA
    16 mayo, 2010 en 14:16 | #5

    Un tema muy interesante y totalmente desconocido para mí. Muy bien documentado. Gracias. ;)

  6. 16 mayo, 2010 en 18:50 | #6

    ¡Wow, muy interesante! Ya veo el día en que los discos duros estarán hechos de culturas de bacterias :)

  7. Cronopio
    16 mayo, 2010 en 22:35 | #7

    Excelente entrada Manuel. Cuando empecé a estudiar micro eran toda una novedad. Curiosamente he encontrado este artículo de divulgación de mi exprofe de micro, del año 2000, en el que se apunta el potencial biotecnológico de los magnetosomas bacterianos y las dificultades a superar para su explotación.

    http://www.microbiologia.org.mx/divulgacion/1-Bact-Magnet-ActSEM-mayo-2000.pdf

    Saludos,

  8. Rhay
    17 mayo, 2010 en 13:59 | #8

    Supongo que esto también será un empujón importante para la Biónica, ¿no?

    Es impresionante ver cómo incluso de forma microscópica se cumplen las propiedades cristalográficas de los minerales… Es para quitarse el sombrero…

  9. 17 mayo, 2010 en 18:51 | #9

    Que quede claro que esto no tiene nada que ver con el par biomagnético jeje.

  10. Ariel
    17 mayo, 2010 en 19:11 | #10

    Entre los 30 y los 40 segundos del video, puede verse una que va en dirección exactamente contraria al resto… ¿?

  11. Cronopio
    17 mayo, 2010 en 21:47 | #11

    Es la que está preparada para la próxima inversión magnética.XD

  12. 18 mayo, 2010 en 13:51 | #12

    Lamentablemente los pseudocientíficos atacan de nuevo, y ahora con el hallazgo de magnetosomas en el cerebro del ser humano me he topadpo con la “noticia” de que la ciencia ha demostrado el mecanismo biológico por el cual el ser humano “entra en armonía con el universo a través de la resonancia Shumman”…

  13. 18 mayo, 2010 en 14:21 | #13

    César al magufo cualquier cosa le sirve. Que existen magnetosomas-like en el cerebro humano es algo conocido desde hace más de 10 años, pero es igual para la conexión cósmica tiran del hierro de la hemoglobina ¿qué más da?

  14. Maq
    15 marzo, 2011 en 10:06 | #14

    Ariel :
    Entre los 30 y los 40 segundos del video, puede verse una que va en dirección exactamente contraria al resto… ¿?

    Si no recuerdo mal, las bacterias pueden dirigirse tanto hacia el norte como hacia el sur. Pero en cada hemisferio la selección natural elimina una de las dos variedades, porque si en vez de acercarse a los nutrientes se alejan de ellos, acaban pereciendo, claro.

    Repito que hablo de memoria, perdonad las posibles (seguras) inexactitudes, y que no ponga referencia.

  15. 15 marzo, 2011 en 10:22 | #15

    Maq, ¿podrías encontrar la referencia de lo que dices? Nunca había leído algo así.

  16. Maq
    15 marzo, 2011 en 11:53 | #16

    ¡Uf! Me comprometo a buscarla, pero eso supondrá escarbar en montañas de papeles muy antiguos, que además ni siquiera tengo conmigo en este momento. Dentro de unos meses vuelvo con el dato… y espero que no se entienda esto como escurrir el bulto. ;)

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