Nasuia deltocephalinicola

Nasuia deltocephalinicola é unha especie de bacterias que mantén unha relación endosimbiótica intracelular con insectos cicadélidos, da que en 2013 se informou que tña o xenoma máis pequeno entre todas as bacterias, de só 112.091 nucleótidos. En comparación, o xenoma humano ten 3,2 miles de millóns de nucleótidos. O segundo xenoma máis pequeno é o da bacteria Tremblaya princeps, que ten 139.000 nucleótidos. Aínda que N. deltocephalinicola ten o menor número de nucleótidos, ten máis xenes codificantes de proteínas (137) que algunhas outras bacterias.

Relacións simbióticas

N. deltocephalinicola descubriuse cando se investigou a presenza de bacterias endosimbióticas nos cicadélidos e outros insectos que se alimentan dos zumes do floema e xilema de plantas. Polos vasos condutores das plantas circula un zume rico en carbohidratos (en forma de sacarosa) pero carente de lípidos e proteínas. Os lípidos poden sintetizarse a partir de carbohidratos, pero as proteínas requiren nitróxeno, que normalmente non se encontra nos zumes circulantes das plantas. N. deltocephalinicola, xunto con outras bacterias endosimbiontes axudan aos insectos a sintetizar 10 aminoácidos esenciais que doutro modo non poderían obter. Os únicos insectos que se poden beneficiar desta relación son os da suborde Sternorrhyncha, que se alimentan do zume floemático, e os da suborde Auchenorrhyncha, que zugan zume xilemático. N. deltocephalinicola pode sintetizar dous dos aminoácidos esenciais que estes insectos requiren. N. deltocephalinicola usa o codón UGA do seu ADN para especificar o aminoácido triptófano, que neles non funciona como codón de stop como na maioría dos demais organismos.

Propúxose que a relación simbiótica entre N. deltocephalinicola e os cicadélidos empezou hai polo menos 200 millóns de anos, cando os cicadélidos e os cercopoideos diverxiron evolutivamente. Isto está apoiado polo feito de que o parente máis próximo de N. deltocephalinicola é a bacteria Zinderia insecticola, que desempeña un papel similar nos cercopoideos. Os cicadélidos devolven o favor á bacteria proporcionándolles refuxio nun órgano especializado da súa cavidade abdominal chamado bacterioma, que teñen a ambos os lados do abdome. Neste órgano poden vivir moitos tipos de bacterias, aínda que as bacterias están completamente separadas unhas das outras, xa que viven en distintas seccións do bacterioma.

N. deltocephalinicola é un endosimbionte obrigado, é dicir, non pode sobrevivir fóra do insecto. É un endosimbionte intracelular, que vive dentro dos bacteriocitos, que son células do bacteriosoma especializadas en albergar bacterias endosimbióticas. Os endosimbiontes intracelulares poden evolucionar para depender das células do hóspede para funcións celulares esenciais. Como resultado, os seus xenomas adoitan perder os xenes que serían necesarios para vivir nun ambiente extracelular, incluso nun ambiente que contivese abundantes nutrientes. Por tanto, iniciaron o proceso de evolucionar desde ser un organismo de vida libre a acabar por converterse nun orgánulo intracelular, e N. deltocephalinicola está a medio camiño neste proceso. N. deltocephalinicola xa non ten os xenes que cómpren para realizar a síntese de ATP por medio da fosforilación oxidativa. Propúxose que isto débese á alta concentración de sacarosa que se encontra nos vasos condutores das plantas.