Os Mistérios dos Magnetossomas

1. Os Mistérios dos Magnetossomas

2. 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

3. 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

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

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

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

7. 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

8. 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;

9. 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

10. 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

11. 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;

12. Microscopia electrónica de M. gryphiswaldense, deculturas 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.

13. 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

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

15. 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

16. 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

17. Imagem ao microscópio electrónico de uma amostra do meteorito

18. Fim Cátia Correia; Leila Vicente; Tânia Martins