Preguntas corregidas sobre microbiología

11. Explica cómo funciona la asociación de bacterias de Lamellibrachia

En las raíces de Lamellibrachia se encuentra un consorcio de dos procariotas: una arquea metanógena y una bacteria reductora de sulfato. La arquea metanógena, a partir de H₂ y CO₂, genera metano; esta reacción es reversible y puede ocurrir en el sentido contrario (metanogénesis reversa) cuando, por ejemplo, disminuye la concentración de H₂, cuando la concentración de CH₄ es alta o por la existencia del consorcio (metanogénesis reversa).

El consorcio favorece esta reacción porque utiliza como donador de electrones el H₂ cuando no hay materia orgánica disponible. De este modo, la bacteria reductora de sulfato utiliza H₂; y, como en el entorno hay mucho CH₄, la arquea realiza la metanogénesis reversa. Como consecuencia, la reductora de sulfato genera H₂S, que sirve para la bacteria endosimbionte del gusano. De esta manera es posible generar H₂S.

El CO₂ se solubiliza en el agua, formándose bicarbonato, y finalmente puede precipitar como carbonato cálcico en un entorno ácido.

11. ¿Cómo se comporta una bacteria mutante que carece de metilación/desmetilación en una situación de gradiente de atrayente?

La constante introducción y eliminación de grupos metilo es el sistema que tienen las MCPs (proteínas citoplasmáticas de membrana sensorial) para adaptarse. CheR es la proteína responsable de la metilación de las MCPs, mientras que CheB, cuando está fosforilada por CheA, elimina los grupos metilo de las MCPs.

• Con más grupos metilo: hay mayor sensibilidad a los repelentes; CheA tiende a estar fosforilado con mayor facilidad y, por tanto, CheY-P se encuentra en mayor concentración, lo que provoca un aumento de las paradas o cambios en la rotación de los flagelos.
• Con menos grupos metilo: hay mayor sensibilidad a los atractantes; CheA tiende a estar desfosforilado y, por tanto, CheY-P se encuentra en menor concentración.

Obtención de energía y poder reductor en bacterias verdes del azufre

En las bacterias verdes del azufre, la energía y el poder reductor se obtienen en un solo ciclo de la fotosíntesis (flujo cíclico de electrones). Tras salir los electrones, las proteínas de Fe/S los capturan (aceptores), que posteriormente los transfieren a la quinona y después al citocromo c₂. Los electrones vuelven al mismo pigmento del que salieron.

En cuanto al poder reductor, los electrones tras llegar al aceptor pueden seguir dos rutas:

• Hacia las quinonas.
• Hacia una ferredoxina soluble. La ferredoxina tiene un potencial de reducción más electronegativo que el NADH, por lo que puede donar electrones para reducir NAD⁺ (formando poder reductor equivalente a NADH).

La reposición de electrones se realiza mediante la oxidación del H₂S.

¿Qué es un biofilm y qué lo hace tan resistente a los antibióticos?

Un biofilm es una comunidad de microorganismos que crece embebida en una matriz de exopolisacáridos y adherida a una superficie inerte o a un tejido vivo. Cuando las bacterias forman un biofilm, se comunican entre ellas mediante quorum sensing y se activan genes responsables de la formación y mantenimiento de dicha matriz.

La resistencia a los antibióticos se debe a varios factores, entre ellos:

• La barrera física que constituye la matriz de exopolisacáridos, que limita la penetración de antimicrobianos.
• Estados fisiológicos diferenciados de las células en el biofilm (células con metabolismo lento o en dormancia son menos sensibles).
• Intercambio de genes de resistencia entre las bacterias y activación de respuestas de estrés.

¿Qué aportación hizo Winogradsky y por qué es importante?

Winogradsky describió la quimiolitotrofía y destacó el consumo de materia inorgánica por parte de los microorganismos, lo que los convierte en actores clave en la transformación de materia inorgánica a orgánica dentro de los ciclos biogeoquímicos. También abordó la quimioautotrofía: la capacidad de estos organismos de obtener energía a partir de compuestos inorgánicos y fijar CO₂.

Winogradsky mostró que las bacterias pueden fijar CO₂ sin luz, sin clorofila y sin la liberación de O₂, lo que fue un avance importante, pues hasta entonces la fijación de CO₂ se consideraba exclusiva de las plantas. Al estudiar las bacterias purpúreas autótrofas, observó que crecen en presencia de luz pero no desprenden O₂. Por ello, distinguió entre autótrofos incoloros (por ejemplo, Beggiatoa) y autótrofos coloreados, como las bacterias purpúreas.

Olavius establece endosimbiosis: ¿qué ventajas ofrece al gusano?

En el caso de Olavius, las bacterias endosimbiontes usan H₂S como donador de electrones para llevar a cabo la respiración; el gusano les aporta O₂ y CO₂. De esta manera se generan compuestos orgánicos que utiliza el gusano en su metabolismo (en parte anaerobio), produciéndose ácidos orgánicos.

Estos ácidos pueden ser perjudiciales para el gusano, por lo que deben eliminarse. Las bacterias reductoras de sulfato (BRS) realizan respiración anaerobia usando H₂S como aceptor de electrones para generar SO₄²⁻, y de este modo ayudan a eliminar productos no deseables. Es un consorcio en el que intervienen bacterias reductoras de sulfato y bacterias oxidadoras de sulfhídrico (BOS), que proporciona nutrientes al gusano, le suministra energía y elimina productos de desecho.

¿Cómo hace Deinococcus para sobrevivir a la radiación?

Cuando Deinococcus sufre irradiación, su genoma puede quedar altamente fragmentado, pero en pocas horas (3–4 h) el ADN se recompone. Se ha observado que durante la fase de crecimiento el genoma de Deinococcus está organizado de tal forma que las copias de ADN forman pares alineados, enlazados por uniones de Holliday. Con esta organización, cuando se producen rupturas, suele existir siempre un molde disponible para reparar las roturas mediante recombinación homóloga, facilitando la reparación eficiente del ADN dañado por la radiación.

¿Por qué a las arqueas no les afecta la penicilina?

Las arqueas no son afectadas por la penicilina porque su pared celular no contiene peptidoglucano (mureína) con las dianas típicas de la penicilina. Muchas arqueas presentan pseudomureína (pseudomureína o pseudomurein) en su pared, en la cual existe un enlace β(1→3) entre N-acetilglucosamina y N-acetiltalosaminurónico en lugar de los azúcares y enlaces presentes en el peptidoglucano bacteriano.

Por tanto, las enzimas diana de la penicilina (las PBPs que sintetizan peptidoglucano) no actúan sobre la pseudomureína y la penicilina no inhibe eficazmente la síntesis de pared en arqueas.

Etiquetas: consorcio microbiano, Lamellibrachia, metanogénesis reversa, quimiolitotrofía