Anais da Academia Brasileira de Ciências (Sep 2006)
Crystal habits and magnetic microstructures of magnetosomes in coccoid magnetotactic bacteria
Abstract
We report on the application of off-axis electron holography and high-resolution TEM to study the crystal habits of magnetosomes and magnetic microstructure in two coccoid morphotypes of magnetotactic bacteria collected from a brackish lagoon at Itaipu, Brazil. Itaipu-1, the larger coccoid organism, contains two separated chains of unusually large magnetosomes; the magnetosome crystals have roughly square projections, lengths up to 250 nm and are slightly elongated along [111] (width/length ratio of about 0.9). Itaipu-3 magnetosome crystals have lengths up to 120 nm, greater elongation along [111] (width/length ~0.6), and prominent corner facets. The results show that Itaipu-1 and Itaipu-3 magnetosome crystal habits are related, differing only in the relative sizes of their crystal facets. In both cases, the crystals are aligned with their [111] elongation axes parallel to the chain direction. In Itaipu-1, but not Itaipu-3, crystallographic positioning perpendicular to [111] of successive crystals in the magnetosome chain appears to be under biological control. Whereas the large magnetosomes in Itaipu-1 are metastable, single-magnetic domains, magnetosomes in Itaipu-3 are permanent, single-magnetic domains, as in most magnetotactic bacteria.Nós relatamos a aplicação de holografia não-axial e microscopia eletrônica de alta resolução para estudar os hábitos cristalinos de magnetossomos e a microestrutura magnética de dois morfotipos de cocos de bactérias magnetotáticas coletadas em uma lagoa salobra em Itaipu, Brasil. Itaipu-1, o organismo cocóide maior, contémduas cadeias separadas de magnetossomos atipicamente grandes; os cristais dos magnetossomos possuem projeções aproximadamente quadradas, comprimentos deaté 250 nm e são ligeiramente alongados na direção [111] (razão largura/comprimento de aproximadamente 0.9).Os cristais dos magnetossomos em Itaipu-3 possuemcomprimentos até 120 nm, maior alongamento na direção [111] (largura/comprimento ~ 0.6), e proeminentes facetas nas extremidades. Os resultados mostram que os hábitos cristalinos dos magnetossomos em Itaipu-1 eItaipu-3 são relacionados, diferindo apenas nos tamanhos relativos das suas faces cristalinas. Em ambos os casos, os cristais são alinhados com seus eixos de alongamento [111] paralelos à direção da cadeia. Em Itaipu-1, mas não em Itaipu-3, o posicionamento cristalográfico, perpendicular à direção [111], de cristais sucessivos na cadeia de magnetossomos parece estar sobre controlebiológico. Enquanto os magnetossomos grandes em Itaipu-1 são monodomínios magnéticos metaestáveis, em Itaipu-3 eles são monodomínios magnéticos permanentes como na maioria das bactérias.
Keywords
