Os Mistérios dos Magnetossomas

O que são os Magnetossomas? Pequenas partículas; vesículas Contêm cristais férricos: magnetite e pirite envolvidos por uma membrana vesicular; bicamada lipídica, constituída por fosfolípidos, proteínas e glicoproteínas

A síntese de magnetossomas é um processo complexo: Captação de ferro; Formação de vesículas; Transporte de ferro nas vesículas; Controlo da biomineralização de magnetite e de pirite (B) - Cadeia de Magnetossomas

Diâmetro dos magnetossomas entre 40-100 nm; Organização em: Cadeias lineares Aglomerados Morfologia apresentada: Cocos Vibriões Bastonetes Espírilos Cadeia de magnetossomas 1 µm

(A) Forma mais comum dos cristais: cuboctaédricos (B) Forma dos cristais: prismas hexagonais (C) R – Forma rectangular ; T – Forma alongada

Vesícula de magnetossoma formada a partir da membrana citoplasmática; Vesículas membranares dos magnetossomas formam-se antes dos cristais serem depositados;

Sistema de captação de ferro muito eficaz; Depende do fornecimento de ATP quando a proteína codificada pelo gene magA se encontra dentro destas membranas Locais de desenvolvimento e armazenamento dos cristais; Magnetossomas de: Magnetite (Fe3O4) Pirite (Fe3S4) Função catalítica Função de desintoxicação celular

Onde se encontram Magnetossomas? Nas bactérias magnetotácticas; Na sua maioria bactérias aquáticas, que habitam nos sedimentos mais profundos dos oceanos, em colunas de água quimicamente estratificadas ou em zonas anaeróbias Movimentam-se por flagelos (polar, bipolar ou em tufos) ou por deslize Têm parede celular característica das bactérias gram-negativas Os magnetossomas orientam as bactérias magnetotácticas no campo geomagnético;

Procuram o Norte ou o Sul magnético: Bact. magnetotácticas que procuram o Norte magnético predominam no Hemisfério Norte (NS_ North-seeking) Bact. magnetotácticas que procuram o Sul magnético predominam no Hemisfério Sul (SS_ South-seeking) No Equador, o campo geomagnético é zero e ambas as polaridades coexistem em números aproximadamente iguais

Magnetotáxis: Permitem a orientação do movimento adquirido pelas células bacterianas sob um campo geomagnético; Células comportam-se de maneira idêntica a uma agulha de uma bússola, devido ao pequeno magneto que possuem Aproveitam energia magnética Nadam 90% mais depressa

Aerotáxis: Existem em bactérias aerófilas (só sobrevivem sob baixas concentrações de oxigénio); Procuram concentrações óptimas de oxigénio, formando bandas aerotácticas Magneto-aerotáxis mais eficientes que aerotáxis;

Microscopia electrónica de M Microscopia electrónica de M. gryphiswaldense, de culturas crescidas num estado de oxidação e tensões de pO2 definidas de 0.25 mbar (a),10 mbar (b), e 20 mbar (c) As setas indicam cadeias de magnetossomas, (M) partículas electrónicas densas, (EP) distinção entre células magnéticas e não magnéticas.

Espécie Magnetospirillum e genoma de M. magnetotacticum Três genes codificantes de proteínas específicas da membrana de magnetossomas: mpsA – mostra a homologia da acetilcoenzimaA transferase mms16 – regula a actividade de GTPase e podem estar envolvidos na formação vesicular mms6 – estabelece a ligação e o limite de magnetite regulando, assim, o seu crescimento cristalino

Mms6: Presença, forma: Ausência, forma: Cristais de magnetite cuboctaédricos 20 a 30 nm Ausência, forma: Cristais de magnetite pleomórficos 1 a 100 nm

Espécie Magnetospirillum Os genes da membrana de magnetossomas (mam) são usados: Na biomineralização da magnetite Na atracção de mc-1 (magnetossomas em forma de cocos) Os genes do tipo magA: Atraem os mc-1 Codificam uma proteína transportadora de Fe(II) por um antiporte com protões Geram dois gradientes de pmf Fe(II) Protão

O mais intrigante mistério… Meteorito marciano ALH84001, encontrado na Antárctica, em 1984 Descobertos cristais magnetite Associados com minerais de carbono secundário, dentro da matriz rochosa com cerca de 4 biliões de anos (provavelmente, quando Marte teria água líquida à superfície) Cerca de 25% alongaram, tornaram-se pseudo-prismáticos e distribuiram-se de modo semelhante aos cristais de magnetite dos magnetossomas

Imagem ao microscópio electrónico de uma amostra do meteorito

Cátia Correia; Leila Vicente; Tânia Martins Fim Cátia Correia; Leila Vicente; Tânia Martins