La Ciencia y sus Demonios

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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