Quorum sensing

QUÓRUM SENSING. Mecanismos y aplicaciones

Félix Reyes Martín Microbiología Fctad. Ciencias Experimentales

Quórum Sensing: Mecanismos y Aplicaciones

Félix Reyes Martín

ÍNDICE

1. Introducción

2. Mecanismo de Quórum Sensing

2.1 QS en Vibrio Fischeri

2.2 Otros tipos de QS

2.2.1 QS en Pseudomona Aeruginosa

2.2.2 QS en Gram-Positivas

2.3 Quórum Sensing deGram-Negativas a lo largo de la evolución

3. Quórum Quenching

4. Aplicaciones en bacterias. Biofilms.

5. Aplicaciones biotecnológicas

6. Conclusiones

7. Bibliografía

ABREVIATURAS Quórum Sensing (QS) Quórum Quenching (QQ) Acil Homoserina Lactona (AHL) Autoinductor (AI) 2

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1. INTRODUCCIÓN Como todo organismo viviente, labacteria depende de los recursos de su alrededor para proliferar. Esta proliferación marcará el nacimiento de poblaciones bacterianas que permitirán explotar los recursos medioambientales que no serían accesibles para una única célula. Además el quórum sensing (QS) permite a las bacterias comunicarse entre sí y regular en conjunto gran cantidad de procesos. El comportamiento de células individualesdentro de una comunidad puede cambiar en coordinación con el resto mediante la expresión de genes concretos. El concepto de comportamiento multicelular fue introducido por primera vez en 1994 a través de Fuqua y sus colaboradores con el estudio de Mixococus Xanthus, Streptocucus Pneumoniae y Streptomyces Griseus y por supuesto de Vibrio Fischeri. La comunicación bacteriana dependiente de la densidadpoblacional la atribuimos a la generación, liberación y propagación de pequeñas moléculas solubles que son detectadas transduciendo una señal al interior de la bacteria. Aunque los procariotas son sensibles a un amplio rango de moléculas inductoras del quórum, como veremos, las más importantes son tres: pequeños oligopéptidos, acilhomoserinas lactona (AHLs) y autoinductores (AI). A lo largo deeste trabajo, además de entender el mecanismo de acción del quórum sensing, veremos las aplicaciones que tiene tanto a nivel bacteriano como a nivel biotecnológico. Actualmente uno de los mayores problemas en la lucha contra las enfermedades infecciosas es la formación de biofilms. Las bacterias que lo producen se hacen más resistentes tanto antibióticos como al sistema inmune del hospedador. Laformación de estos biofilms depende en gran medida de la densidad poblacional o lo que es lo mismo del quórum sensing. Por otro lado, el emergente campo de la biología sintética está poniendo a nuestro alcance herramientas que nos permiten diseñar bacterias a la carta. Así podemos, una vez que conocemos el mecanismo, modificarlo para utilizarlo en nuestro beneficio.

2. MECANISMO DE QUÓRUM SENSINGQuórum sensing, detección de quórum o autoinducción es un mecanismo de control de la expresión de genes en función a la densidad poblacional de bacterias. Este 3

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fenómeno es el responsable de que bacterias con comportamientos individuales desarrolle acciones conjuntas. Aunque los mecanismos más estudiados aparecen enprocariotas también se han encontrado en células eucariotas, y no sólo en organismos unicelulares, sino también en pluricelulares. Las bacterias pueden responder a un amplio rango de señales químicas producidas tanto por organismos de su misma especie como de otra especie. La comunicación entre organismos idénticos es dirigida por señales específicas mientras que las interacciones entre especies estánreguladas por moléculas-señal genéricas. Hasta el momento se han definido tres clases de moléculas asociados con el QS en bacterias: oligopéptidos, acil homoserina lactonas (AHL) y autoinductores (AI) [Algunos investigadores incluyen esta última en el grupo de las AHL]. Los oligopéptidos son usados predominantemente en bacterias Gram-positivas y las AHLs son específicas de las Gram-negativas. Por...