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Nuestra especie carne y verduras. Otras comen hierro.
Hierro, o Fierro. Del latín ferrum, con el mismo significado. Símbolo Fe. Número atómico 26. Metal de transición del grupo VII B. Peso atómico de 55’84. Densidad de 7874 kg/m3. Temperatura de fusión de 1535 °C. Temperatura de ebullición de 2750 °C. Vulnerable a la corrosión y oxidación. Quinto elemento más abundante en la corteza terrestre. Principal componente del núcleo del planeta, responsable de protegernos del viento solar. El hierro es un elemento químico muy importante para la vida humana y el metal por excelencia a la hora de crear aleaciones, destacando el magno acero. También componente de nuestra sangre y responsable de su rojo color, al formar parte de nuestra valiosa hemoglobina. Y para otras criaturas que pueblan este canoso planeta, el hierro es el menú del día.
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Para conocer al hierro como elemento químico creo que una buena recomendación es este artículo publicado en El Tamiz. Aunque se trata de uno de los elementos químicos más importantes de la corteza terrestre, rara vez se presenta solo, sino que suele ir acompañado de otros elementos. Ese es un fenómeno que conocemos bien… ¿Quién no ha visto materiales fabricados con hierro que se oxidan a la mínima? Ahí reside el por qué es raro ver hierro puro a la intemperie: se oxida muy fácilmente con el oxígeno dando lugar a óxido de hierro. De igual manera, en la corteza terrestre suele aparecer asociado a elementos químicos como el azufre y el oxígeno, formando parte de diversos minerales, como la pirita (FeS2), la calcopirita (CuFeS2) o la hematita (Fe2O3). Pero en esta entrada no hablaremos del hierro como elemento químico o de la belleza de los cristales que forman sus minerales. Sino que veremos al hierro como el alimento básico de un grupo de microorganismos. Porque por raro que parezca, hay seres que han convertido al hierro en algo comestible.
El increíble mundo bacteriano (I): flujo de electrones
En este medio hemos escrito sobre las bacterias en muchas ocasiones. No es nada extraño teniendo en cuenta que la biología de estos organismos constituye la especialidad de algunos de los administradores del blog. Desde esa formación nos sorprende (cuando no nos horroriza) mensajes magufos empleados para explicar terapias inverosímiles: aparatos que sólo matan las bacterias patógenas, variaciones de pH que respetan las bacterias beneficiosas, corrientes energéticas que nos desinfectan.… De todo hemos leídos. Para acercar a los lectores que conocen poco de este grupo biológico inicio una serie donde mostraré, de la manera más sencilla que sea capaz, la gran diversidad y riqueza biológica que podemos encontrar entre las bacterias. Empezaré por introducir lo más sencillo: lo que comen y lo que respiran. En otro capítulo detallaré ejemplos concretos de metabolismos.
Las bacterias llevan habitando nuestro planeta desde hace más de 3.500 millones de años. En ese tiempo han evolucionado hasta tener una diversidad extraordinaria, de tal forma que son capaces de alimentarse de una enorme cantidad de sustancias y de respirar otras tantas (Figura 1). Cuando se habla de alimento y de respiración nos estamos refiriendo un flujo de electrones a través de los seres vivos: los alimentos son las fuentes de electrones que se incorporan al metabolismo de la célula. Mediante una serie de reacciones químicas los constituyentes de los alimentos son degradados a compuestos más simples extrayéndose los electrones que en ellos se encuentran, los cuales van a parar a moléculas encargadas de su transporte, que los trasladan hasta una serie de proteínas que se localiza en la membrana interna de la célula. Estas proteínas forman lo que se denomina cadena de transporte de electrones, ya que las moléculas transportadoras ceden los electrones a las proteínas de la cadena, donde se establece un trasiego de electrones entre ellas hasta un aceptor de final (Figura 2).
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Viernes procariota: Thiomargarita namibiensis
<i>Thiomargarita namibiensis</i> Fuente: Science
Una de las grandes frases no escritas de la biología es aquella que afirma: “dame una regla que encontraré una excepción”. La biodiversidad es tan enorme que es muy difícil englobar en una única característica a todos los organismos del planeta. Por ejemplo cuando se describen las bacterias se habla de organismos extremadamente pequeños, tanto que se requieren microscopios para poder observarlos. Pero como pasa en biología hay excepciones. Thiomargarita namibiensis es una de esas excepciones. Es una bacteria con forma de coco que alcanza, de media, los 0.1-0.3 mm de diámetro, pudiendo incluso a llegar a los 0.75 mm. Este tamaño está por encima del poder de resolución del ojo, por lo que es posible detectar su presencia sin necesidad de emplear microscopios.
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Viernes procariota: Pseudomonas putida
Bacterias, ¿procariotas y eucariotas?
La página web de la cadena SER nos regala de nuevo uno de esos “gazapos científicos” a los que los medios nos tienen acostumbrados:
La halita, como se denomina el mineral formado por cristales de cloruro de sodio, ha sido el hogar de estas bacterias, procariotas y eucariotas, durante decenas de miles de años, según el estudio, publicado en el número de enero de la revista de la Sociedad Geológica Estadounidense, GSA Today.
¿Ahora existen bacterias eucariotas?, y yo sin enterarme.
Visto: aquí
El origen evolutivo de las membranas eucariotas
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El origen de la célula eucariota sigue siendo un misterio para la ciencia. A pesar de ello cada día tenemos más piezas de conocimiento para montar el puzzle que significa una célula eucariota tal y como hoy la conocemos. Sabemos ya, gracias a los trabajos de Lynn Margulis, el origen procariota de mitocondrias y cloroplastos. También se postula un origen similar para el citoplasma celular, los cilios y flagelos, así como de sistemas de microtúbulos internos de la célula. En un trabajo recién publicado también se apunta a un origen bacteriano de las membranas internas, esas que rodean algunos compartimentos, de la célula eucariota. Os lo presento tal y como hacen los autores de este trabajo
Célula de Gemmata obscuriglobus, un miembro del phylum Plantomycetes. El DNA aparece coloreado de púrpura y el contenido de las vesículas en verde. Crédito de la imagen: R. Santarella-Mellwig (microscopía electrónica) y C. Panagiotidis (diseño gráfico)
Como pasar de procariota a eucariota
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Los mecanismos moleculares que han llevado a originar una célula eucariota sigue siendo una de las grandes preguntas en el campo de la biología evolutiva. Aquellos que ven la evolución como algo perverso, plantean esto como un problema inabarcable para la ciencia, y por tanto debemos de aceptar la creación de todos los seres vivos en su forma actual, como única alternativa posible. Además, en su afán de desacreditar la evolución, plantean experimentos tan absurdos como esperar que una bacteria se transforme en eucariota bajo la atenta mirada de un investigador en el microscopio.
Dejando ideas peregrinas aparte, la ciencia plantea varias hipótesis acerca del origen de la célula eucariota. Una de ellas es la que hipotetiza un origen simbionte de los eucariotas.
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El viaje de algunas proteínas a lo largo de la evolución
Las bacterias, pese a su simplicidad, no dejan de sorprendernos. Y lo seguirán haciendo en el futuro próximo, sin duda. Ya contamos en las bases de datos con la secuencia de los genomas de 2416 bacterias y 142 arqueas. Se estima que alrededor del 60% de las secuencias obtenidas codifican para proteínas de función desconocida, con lo que estamos ante un inmenso campo por explorar.
Y ese campo, en ocasiones nos da sorpresas muy interesantes. Ese el caso de la publicación obtenida por un grupo español que muestra como algunas proteínas bacterianas presentan una elevada conservación funcional con proteínas humanas. Así en un estudio realizado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Murcia ha descubierto que las semejanzas entre las proteínas HMGA e histona H1 de humanos, y la proteína CarD bacterianas. Todas ellas realizan funciones relacionadas con la formación del ADN y la expresión de los genes. La investigación aparece publicada en la revista PNAS. Leer más…
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