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Que são Nanowires bacteriano?

Algumas bactérias utilizam electricamente saliências condutoras para transferir elétrons para várias finalidades. Estes são sabidos como nanowires bacterianos.

Finalidade de transferência do elétron

A respiração é a produção de energia, que as bactérias encontraram maneiras numerosas e diversas de fazer. Muitos micro-organismos participam na respiração extra-celular, que envolve transferência do elétron a ou de uma substância fora da pilha.

Isto é comum nas bactérias que evoluíram para tomar a energia dos metais tais como o ferro ou o manganês, e faz assim pela doação dos elétrons a fim reduzir um composto do metal e absorvê-lo em um mais solúvel, estado menos tóxico, ou mais facilmente metabolizado.

Algumas bactérias que podem fotossintetizar igualmente (cyanobacteria) possuem nanowires. São usados para transferir elétrons da pilha sob as circunstâncias claras intensas, mudando o potencial elétrico das bactérias e protegendo as de recolher demasiada energia imediatamente e de tornar-se danificada.

As bactérias adjacentes podem igualmente passar elétrons entre um outros, mesmo entre a espécie de deferimento, como ocorrem entre metallireducens de Geobacter e sulfurreducens de Geobacter.

Em algumas circunstâncias, isto pode constituir um relacionamento simbiótico, onde o cyanobacteria forneça elétrons adicionais a outras espécies para manter a esteira microbiana em que sobrevivem.

Transferência do elétron às vezes é usada igualmente como um mecanismo de sinalização e pode contribuir à construção de um biofilm compartilhado pelas bactérias vizinhas.

Tipos de Nanowire bacteriano

As bactérias desenvolveram uma escala diversa dos nanowires em formulários diferentes, de que há três tipos principais.

Pili é cabelo-como as estruturas que se projectam da superfície de uma bactéria que é usado geralmente para as funções da formação da adesão, do movimento e do biofilm.

Algumas espécies de bactérias, incluindo os sulfurreducens de Geobacter e os ferroxidans de Acidithiobacillus, ambo participam na respiração extra-celular, e o sp de Synechocystis., que é um cyanobacteria de água doce, utilizam seu pili para transferência do elétron.

Os flagelos são longos, fino, chicote como os anexos que estendem do interior ao exterior de um corpo de pilha. São usados primeiramente para a locomoção e como um órgão sensorial. Similarmente ao pili, diversas espécies de bactérias evoluíram para usar seu flagelo como nanowires.

Saliências estendidas uso da membrana de algumas bactérias revestidas com as proteínas para contratar em transferência do elétron, tal como o oneidensis de Shewanella, que usa o anexo para reduzir íons do metal.

Muitas tais bactérias igualmente possuem o pili ou os flagelos que podem ser involvidos ou separada capaz da participação em transferência do elétron, e as razões atrás da evolução de uma saliência separada da membrana devem ser explicada ainda completamente.

Mecanismos de transferência do elétron

Diversos mecanismos de transferência do elétron com o pili, os flagelos ou as saliências da membrana foram supor, mas o método específico na maioria de espécie de bactérias não foi ainda.

Um tal mecanismo sido a metal-como a condutibilidade, onde os orbitals de sobreposição do π entre átomos permitem que os elétrons sejam compartilhados livremente e fluem entre orbitals.

Geobacter que participa em transferência do elétron com seu pili possui uma corrente densa embalada de compostos aromáticos através do centro do pili, permitindo o movimento dos elétrons com ele.

A lupulagem do elétron é um segundo método de transferência do elétron que utiliza frequentemente a ferro-contenção de proteínas do heme.

A lupulagem ocorre quando os elétrons em um estado entusiasmado se movem para um elétron-furo próximo em um átomo adjacente, deixando um elétron-furo no orbital de que saiu. Isto pode ocorrer repetidamente, permitindo o movimento dos elétrons abaixo de uma corrente das moléculas.

Aplicações de Nanowires bacteriano

As pilhas de circulação do tumor (CTC) quebram longe de tumous preliminar e ajudam a distinguir o tipo de cancro que um paciente está com. As revelações recentes na tecnologia do nanowire demonstraram a capacidade dos nanowires anexados às carcaças pela fotolitografia padrão e gravura a água-forte molhada química para capturar e liberar CTCs a fim analisá-los.

Muitas aplicações industriais e comerciais existem para as bactérias que possuem nanowires. O conceito das células combustíveis microbianas, que permitiriam que os elétrons transferissem através do biofilm foi propor, similarmente à criação da bioelectrónica que usaria as bactérias de posse do nanowire à corrente de transferência, mesmo quando underwater.

As aplicações adicionais na remediação dos restos da produção tais como o arsênico, o cromo e o mesmo de urânio existem agradecimentos à capacidade das bactérias para dividir estes metais com transferência do elétron.

Fontes:

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Last Updated: Oct 5, 2018

Michael Greenwood

Written by

Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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