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Diferencias entre los flagelos de arqueas y bacterias

Publicado por Ramón Contreras

El flagelo es una estructura u orgánulo que está presente en todos los Reinos. Este medio de locomoción es indispensable para las grandes células que se propulsan con uno o más de estos orgánulos. La otra forma de movimiento a nivel celular más extendida son los cilios. Los flagelos se diferencian de estos últimos en su tamaño y su número, siendo los cilios más pequeños y numerosos. Además, el flagelo cuenta con una estructura más compleja a nivel molecular y suele tener asociados en los eucariotas mitocondrias que ayudan a que la energía para el movimiento llegue rápidamente. En realidad parece que los flagelos de eucariotas podrían tener un origen bacteriano (existe una hipótesis evolutiva en la que los flagelos serían una incorporación de una bacteria espiroqueta). En general existen flagelos bacterianos, eucariotas y los propios de arqueas. Estos últimos podría parecer superficialmente que están relacionados con los de bacterias pero un estudio en profundidad de sus características morfológicas y moleculares presentan ciertas diferencias. De hecho, fue en la década de 1990, mucho tiempo después de que se describieran, cuando se comprobó que no eran homólogos a los bacterianos. Sino que todos los flagelos son la solución evolutiva de diferentes grupos al mismo problema, una evolución convergente.

Los flagelos de arqueas, de forma similar a los de eucariotas, usan ATP como molécula energética para el movimiento. Mientras que el flagelo de bacterias esta impulsado por el flujo de protones de neto o Na+.

Otra de las grandes diferencias está en la forma en la que se forman los flagelos y se reponen las moléculas que lo componen. Los flagelos bacterianos se forman por la unión de nuevas moléculas de flagelina en la punta, mientras que el flagelo de arqueas se forma por la adición de moléculas en su base. Esto está muy relacionado con otra de las diferencias, el flagelo de bacterias está hueco para permitir el paso de la flagelina por su interior hacia la punta. En arqueas, donde las proteínas se ensamblan en la base no existe el hueco interior puesto que no necesitan llevar las moléculas a la punta. Esto hace que a nivel estructural los flagelos de bacterias sean más gruesos (por el hueco interno). Por otra parte, en bacterias la flagelina se va uniendo en diferentes filamentos que se mueven independientemente, pero en arqueas los filamentos verticales que forman el flagelo interaccionan entre ellos y por lo tanto se mueven sincronizadamente.

A nivel de generación los flagelos bacterianos parece ser que se basan en las proteínas tipo III del sistema de excreción. Por su parte los flagelos de arqueas son más similares a los pilis que presentan algunas bacterias, que se sitúan en el tipo II y el tipo IV de secreción. Los pili son un sistema de comunicación entre células que incluyen la formación de un canal de citoplasma y citoesqueleto que se unirá a la otra célula llegando a permitir incluso el paso de ADN, como es el caso de los plámidos con los que infectan algunas agrobacterias a los vegetales. En bacterias se han catalogado 5 sistemas de excreción (numerados del II al VI) diferentes que intervienen en sacar al exterior diferentes compuestos que ya han cumplido su función metabólica en la célula bacteriana.

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