Geobacter

***Geobacter*** é un xénero de Proteobacteria.  As especies de *Geobacter* realizan a respiración anaerobia, o que as fai potencialmente útiles en biorremediación. *Geobacter* é o primeiro organismo con capacidade de oxidar compostos orgánicos e metais, incluíndo o ferro, metais radioactivos e compostos de petróleo a dióxido de carbono medioambientalmente máis benigno mentres que usa óxidos de ferro ou outros metais dispoñibles como aceptores de electróns. Especies de *Geobacter* poden tamén respiran sobre un eléctrodo de grafito. Atopáronse vivindo en condicións anaerobias en solos e sedimentos acuáticos.

## Historia  
*Geobacter metallireducens* illouno por primeira vez Derek Lovley en 1987 en sedimentos areosos do río Potomac en Washington D.C.. A primeira cepa denominouse GS-15.

## Mecanismos metabólicos  
Durante bastante tempo pensouse que as especies de *Geobacter* carecían de citocromos c que puidesen utilizar para reducir ións metálicos, polo que se asumía que necesitaban o contacto físico directo para utilizar ións metálicos como aceptores terminais de electróns. O descubrimento de pili altamente condutores nas *Geobacter* e a proposta de que os utilizaban como nanocables biolóxicos fortaleceu esta idea. Por exemplo, outra vía de transporte de electróns é por medio dunha lanzadeira de electróns mediada por quinonas, como a que se observa en *Geobacter sulfurreducens*.

Outro fenómeno metabólico observado é a cooperación entre algunhas especies de *Geobacter*, que colaboran entre elas para metabolizar unha mestura de substancias químicas que non podería procesar cada especie por separado. Se a especie *G. metallireducens* dispón de etanol e fumarato de sodio, degrada o etanol xerando un exceso de electróns, que pasan á especie *G. sulfurreducens* a través de "nanocables" que crecen entre elas, o que permite que *G. sulfurreducens* degrade os ións de fumarato. Estes nanocables bacterianos están feitos de proteínas cunha condutividade similar á dos metais.

## Aplicacións  
### Biodegradación e biorremediación 
A capacidade de *Geobacter* de consumir contaminantes baseados no petróleo e material radioactivo, orixinando como bioproduto residual dióxido de carbono foi utilizada na limpeza medioambiental de verteduras de petróleo subterráneas e para a precipitación de uranio de augas subterráneas. *Geobacter* degrada este material formando pili condutores de electricidade entre ela e o material contaminante, utilizándoo como unha fonte de electróns.

A biodegradación microbiana de contaminantes orgánicos persistentes é de grande importancia ambiental e implica intrigantes novas reaccións bioquímicas. En concreto, os hidrocarburos e os compostos haloxenados foron durante moito tempo considerados non degradables anaerobicamente, mais o illamento das ata entón descoñecidas bacterias degradadoras de hidrocarburos e desaloxenantes redutoramente serviu para documentar a existencia deste proceso na natureza. Descubríronse novas reaccións bioquímicas, que posibilitan as vías metabólicas respectivas, pero o progreso na comprensión molecular destas bacterias foi lenta pola ausencia de sistemas xenéticos para estudar a maioría deles. Porén, posteriormente dispúxose de varias secuencias xenómicas completas para esas bacterias. En 2008 obtívose o xenoma da especie degradadora de hidrocarburos e redutora de ferro *G. metallireducens* (número de acceso NC_007517). Este xenoma revelou a presenza de xenes para unha deshaloxenase redutora, o que suxire un amplo espectro de deshaloxenación. Ademais, as secuencias xenómicas proporcionaron unha idea sobre a evolución da desaloxenación redutora e diferentes estratexias de adaptación ao nicho.

As *Geobacter* son a miúdo as especies predominantes cando a transferencia de electróns extracelular é un proceso de biorremediación importante en ambientes subsuperficiais. Por tanto, iniciouse un enfoque desde a bioloxía de sistemas para comprender e optimizar a biorremediación con especies de *Geobacter* co obxectivo final de desenvolver modelos *in silico* que poidan predicir o crecemento e metabolismo de especies de *Geobacter* en diversas condicións subsuperficiais. Secuenciáronse os xenomas de múltiples especies de *Geobacter*. Realizáronse estudos xenómicos/fisiolóxicos detallados sobre a especie *G. sulfurreducens*. Disponse de modelos baseados no xenoma de varias especies de *Geobacter* que poden predicir as respostas fisiolóxicas baixo diferentes condicións ambientais. A análise cuantitativa de niveis de transcrición xenética durante a biorremediación *in situ* de uranio demostraron que é posible rastrear as taxas metabólicas *in situ* e o estado metabólico *in situ* de *Geobacter* na subsuperficie.

### Condutividade de biopelículas 
Moitas especies de *Geobacter*, como *G. sulfureducens*, poden crear grosas redes de biopelículas ou biofilmes sobre ánodos de celas de combustible microbianas para a transferencia de electróns extracelular. Os citocromos que hai dentro da biopelícula asócianse cos pili para formar estruturas extracelulares chamadas nanocables, que facilitan a transferencia de electróns extracelular a través da biopelícula. Estes citocoromos aceptan electróns procedentes de microorganismos e tamén doutros citocromos reducidos presentes na biopelícula. En particular, *G. sulfureducens* ten un dos rexistros máis altos de densidade de corrente en celas de combustible bacterianas que se teña medido in vitro. Moitos investigadores están estudando actualmente como se pode utilizar a condutividade de biopelículas para aproveitala para producir densidades de corrente aínda maiores. Os ambientes con pH baixo cambian os potenciais redox, inhibindo a transferencia de electróns desde os microorganismos aos citocromos. A presenza de pili ou flaxelo en especies de *Geobacter* incrementa a xeración de corrente eléctrica ao permitir unha transferencia de electróns máis eficiente. Estes diferentes factores poden ser axustados para producir o máximo de electricidade e para optimizar a biorremediación no futuro. As febras de nanocable conducen unha voltaxe baixa similar á da producida nas neuronas do cerebro humano. Nun artigo de Derek Lovely e Jun Yao explícase como este equipo conseguiu "modular a condutividade, ou a plasticidade da sinapse nanocable-memristor para que puidese emular compoñentes biolóxicos para a computación inspirada no cerebro...". Esta importante observación chegou cando monitorizaron a actividade da voltaxe a un nivel inferior a 1 voltio.

## Cultura popular 
*Geobacter* é utilizada frecuentemente para a ensinanza da electroxénese microbiana e das celas de combustible microbianas e hai kits educativos dispoñibles para estudantes e afeccionados. Tamén se comercializou un xoguete de felpa que representa este xénero.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
* *Shewanella*

### Ligazóns externas 
* LPSN, Genus: Geobacter
* 
* Microbial Biodegradation, Bioremediation and Biotransformation
* An electrifying solution