La comunicación entre bacterias quórum sensing

¿Qué es la Comunicación entre bacterias? La concepción de la existencia de las bacterias como organismos asociales ha sido una de los grandes paradigmas de la Microbiología. Durante el siglo pasado, los microbiólogos han descubierto que las células procariontes tienen la capacidad de intercambiar información unas con otras, mediante procesos diversos, entre ellos los intercambios de informacióngenética. La capacidad de algunas bacterias para comunicarse con las bacterias circundantes, por un proceso análogo a la comunicación celular hormonal de pluricelulares eucariontes, recibe el nombre de Quorum Sensing, pues las células son capaces de detectarse las unas a las otras y desencadenar acciones concertadas. Las moléculas señal, análogas a hormonas, reciben el nombre de Autoinductoras(AI), pues las células diana son las células de la propia población, inclusa la célula que las ha liberado. La ventaja adaptativa que supone este proceso para las bacterias está de hecho relacionada con la capacidad que las otorga para interactuar socialmente, especialmente en nichos específicos en los que las bacterias no pueden dispersarse fácilmente, como el interior de un huésped, el materialde un hospital o los suelos húmedos. Tomemos como ejemplo en caso del género Vibrio: Si las células no pueden saber si son o no son suficientes para formar un haz de luz detectable por algún ojo animal, comenzar a producir luz podría suponer un gasto energético del todo ineficaz, que no aportaría ningún beneficio. Este proceso de comunicación ha sido rentabilizado al máximo, de tal manera que, apesar de la existencia de un mecanismo común, cada especie de bacteria ha sabido aprovechar el Quorum Sensing para llevar a cabo procesos totalmente distintos (tabla 2c ias? 507( )]253 c8

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Las bacterias Gram – se basan en derivados de ácidos grasos: las AcilHomoserina-Lactonas (Acil-HSL) (tabla 1). El proceso es especialmente conocido en bacterias Gram -. Las Acil-HSL son moléculas debajo PM compuestas por una cadena Acilo con 4-14 átomos de Carbono, unida a HSL por un enlace amida. En su carbono 3’, la cadena Acilo puede presentar un hidrógeno, un grupo Ceto o un grupo Hidroxilo. A menudo las cadenas largas presentan instauraciones cis en su carbono 7’. Estas moléculas Autoinductoras, por su naturaleza lipídica, pueden difundir libremente a través de la membrana celular. EnGram +, los derivados de aminoácidos son exportados al medio extracelular por bombas transportadoras del tipo ABC. Las Proteínas Receptoras, transmembrana, translucen la señal por un mecanismo de fosforilación/desfosforilación. Entre ellos, se encuentran algunos péptidos pertenecientes a un grupo de Antibióticos; las Bacteriocinas. Cambios Transcripcionales; Respuesta celular de la poblaciónbacteriana. Cuando la concentración de Autoinductor (intracelular en Gram -, extracelular en Gram +) es elevada y alcanza el umbral o Quórum, se une a la Proteína R. La proteína R se activa entonces, y provoca determinados cambios en el perfil transcripcional de las bacterias: Sólo en este instante, las células comienzan la lectura de Genes Quórum-dependientes, que codifican ProteínasQuórum-dependientes. Además, también realiza la amplificación de la síntesis de enzimas Autoinductorsintetasas, para inducir el Quórum en otras células circundantes cuya situación es más periférica en la población.

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Tabla 1: Algunas Homoserina-Lactonas.

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Vibrio fischeri Pseudomonas aeruginosa Agrobacterium tumefaciens

GRAM -

GRAM +

Erwinia carotovora; Pseudomonas aureofaciens Escherichiacoli Myxococcus xanthus Erwinia stewartii Enterococcus faecalis Streptococcus pneumoniae Bacillus subtilis Staphylococcus aureus

Producción de Bioluminiscencia. Síntesis de ramnolípidos y liberación de factores de virulencia. Procesos conjugativos de transferencia de material genético (Plásmido T1). Producción de Antibióticos. División celular. Formación de cuerpos fructíferos. Síntesis de...