Blokesch, (2014) The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers. ASM microbe. Genetic and environmental factors may place wing appearance of new pathogens, like Vibrio cholera. Currently there have been studies about the lifestyle of this organism, and on what and how? becomes. During the last decade, researchers found the link between Vibrio cholerae and chitin surfaces, and this is relevant to the human health. Vibrio cholera is a bacteria that cause cholera, although most infected individuals do not develop severe symptoms, some become violently ill with severe diarrhea, vomiting, and cramps, and the loss of body fluids, if untreated, can lead to shock and death. This bacteria is primarily encountered in estuaries, rivers, and coastal waters in its environmental reservoir, is found not only in a free-living state but also associated with phytoplankton and zooplankton. Better understand the mechanisms by which this seemingly harmless microbe becomes a harmful human pathogen is of great importance, because we can help in predicting outbreaks of cholera and facilitate efforts to control them. According to Rita Colwell of the University of Mary land and its partners believe that factors such as rising temperatures, changing weather conditions, the phenomenon of El Niño, and heavy rains and flooding can increase the abundance of phytoplankton and zooplankton, and together with them the cholera bacterium, could well boost the resurgence of cholera. Furthermore, the strong association of V. cholerae with exoskeletons zooplankton chitin, which serves as a source of nutrition, also contributes to the appearance of natural competence in these bacteria, which could mean that the surfaces are chitin key for transforming them points, meaning that promote the development of V. cholerae and other vibrios. As V. cholerae biofilms formed on such surfaces of chitin, the bacteria are concentrated, reaching levels up to 104 to 106 bacteria in individual copepods (a dominant member of zooplankton). Ingestion of some of these small crustaceans can be enough to cause disease in humans. Notably, chitin also increases the resistance of the bacterium to the acid, which means that fewer bacteria are killed while passing the stomach, thus increasing the possibilities for infection. Rita Colwell and her collaborators introduced a simple fıltration method, using folded sari cloth to remove particles larger than 20m,including zooplankton, from drinking water. Of course V. cholerae not only binds to chitinous exoskeletons and causes disease; it also plays an important role in remineralizing chitin, preventing much of this material from ever reaching the ocean floor eventhough chitin is the most abundant polymerin marine environments. The recycling of chitin by V. cholerae and other bacteria helps to maintain the global carbon and nitrogen cycle.
part 2 Colonization of chitinous surfaces by V. cholerae is a consequence of sensing and chemotaxis; attachment and biofılm formation; and can lead to chitin induced natural competence, leading to DNA uptake and transformation, and evolution, if new genes are acquired. The bacteria can secrete chitinases that degrade chitin throughout all these steps. There are two classes of chitinases: exochitinases, which release diacetylchitobiose [GlcNAc)2] units from the nonreducing end of the polysaccharide chain, and endochitinases, which produce multimers of GlcNAc by randomly cleaving the glycosidic bonds within the chitin polymer, eventually releasing free oligosaccharides. Once attached to the chitin surface by a type IV pilus (mannose-sensitive hemagglutinin pilus) and the GlcNAc-binding protein GbpA, the bacteria form microcolonies that develop into biofılms. Maturation of biofılms involves both protein components and exopolysaccharides, both of which help to form the matrix that holds bacterial cells within these biofılms How did V. cholerae gain pathogenic traits in the fırst place? The genome sequence of V. cholerae and genomic hybridization experiments suggest horizontal gene transfers. Several mechanisms enable bacteria such as V. cholera to obtain DNA from external sources. For example, chitin induces natural competence for genetic transformation in V.cholerae. Natural competence, a mode of HGT, refers to the physiological state in which a bacterium can take up free DNA from the environment and incorporate that DNA into its genome via homologous recombination. Chitin also induces natural competence in other species of the genus Vibrio such as V. fıscheri, V. parahaemolyticus, and V. vulnifıcus.
Para comenzar, el punto donde se han registrado pandemias de cólera más frecuentes, es en la zona de los ríos Ganges y Brahmaputra en Asia. En esta zona la Vibrio colera, se encontraron en los crustáceos así como en los exoesqueletos (compuestos por un homopolimero llamado quitina) que desechan y de ahí se convierte en un agente patógeno para el humano. Durante la última década, los investigadores se dieron cuenta de que el vínculo entre este microbio y quitina superficial es de relevancia para la salud pública. Como Vibrio Colera forma bio-películas sobre tales superficies de quitina, las bacterias se concentran, alcanzando niveles de hasta 10 millones de bacterias en copépodos individuales (un miembro dominante del zooplancton). La ingestión de algunos de esos pequeños crustáceos puede ser suficiente para causar enfermedad en los seres humanos. Cabe destacar que la quitina también tiene pliegues de resistencia de la bacteria al ácido, lo que significa un menor número de bacterias son asesinados al pasar esto, así como en disminuir las posibilidades de establecer infecciones. Por lo tanto, beber un solo vaso de agua contaminada durante la floración zooplancton en las regiones endémicas de cólera puede conducir a la aparición de la enfermedad. El conocimiento de la forma de vida del medio ambiente de este patógeno y cómo se transmite a los seres humanos pueden ayudar en la disminución de los casos de cólera. Algunos estudios realizados en Bangladesh demuestran que al aplicar un filtro al agua contaminada redujo aproximadamente un 48% los casos que se presentaban de la enfermedad. El zooplancton marino produce más de 10 toneladas de quitina al año, proporcionando una gran cantidad de sustrato sobre el que Vibrio colera puede unir y formar bio-películas, protegiéndolos contra las tensiones externas. Vibrio colera no sólo se une a los exoesqueletos de quitina; también desempeña un papel importante en la remineralización de la quitina, impidiendo mucho de este material siempre de alcanzar el fondo del océano a pesar de que la quitina es el polímero más abundante en ambientes marinos iguales a la celulosa en la tierra. El reciclaje de quitina por Vibrio colera y otras bacterias ayuda a mantener el ciclo del carbono y el nitrógeno global, el investigador Saúl Roseman, quien fue pionero en la investigación sobre la degradación de la quitina por las Vibrios.
La colonización de las superficies quitinosas por Vibrio colera es una consecuencia de la detección y la quimio taxis; la formación de apego y de bio-películas, y puede conducir a la quitina a una competencia natural por ella, dando lugar a la captación de ADN y la transformación; y en la evolución, si se adquieren nuevos genes. Las bacterias pueden secretar las quitinasas que degradan la quitina a lo largo de todos estos pasos. Hay dos clases de quitinasas: exochitinase, que liberan unidades di-acetil quito biosa desde el extremo no reductor de la cadena de polisacárido, y endo-quitinasa, que producen multímeros de quitinasas mediante la escisión al azar los enlaces glucosídicos dentro del polímero de quitina, con el tiempo la liberación de oligosacáridos libres. ¿Cómo es que Vibrio colera puede ganar rasgos patogénicos en lugar desconocido por primera vez? La secuencia del genoma de Vibrio colera y experimentos de hibridación genómica sugieren transferencia horizontal de genes. Por ejemplo, el fago toxina del cólera CTX reside como un pro-fago en el genoma Vibrio colera y se transfiere a las nuevas cepas a través de la transducción de fagos, según Mateo Waldor y John Mekalanos. Además de sus dos islas de patogenocidad, así como islas pandémicas los Vibrios, la agrupación de genes que codifica la región del antígeno O del lipopolisacárido, un integrador y el elemento conjugativo, y otras regiones de los dos cromosomas llevan marcas del paso de un gen reciente así como los mecanismos de acervo. Todo esto permite a las bacterias tales como Vibrio colera obtener ADN de fuentes externas. Por ejemplo, la quitina induce competencia natural para la transformación genética en Vibrio colera, de acuerdo con el trabajo realizado por Gary Schoolnik y sus colaboradores, uno de ellos el autor de este artículo. Competencia natural, un modo de HGT, se refiere al estado fisiológico en el que una bacteria puede tomar hasta DNA libre del ambiente, incorporar a que el ADN en su genoma a través de recombinación homóloga. La quitina también induce competencia natural en otras especies del género Vibriosuch como V. fıscheri, V. parahaemolyticus y V. vulnificus.
Parte1 Alumno: Marcos Rubén Hernández Islas El estilo de vida de Vibrio cholerae. Transferencia de genes adoptivos Creciendo en superficies quitinosas se le ayuda a estas bacterias a iniciar la transferencia horizontal de genes y, tal vez, intercambiar rasgos patogénicos. Por Melanie Blokesch El estilo de vida de la bacteria causante del cólera, Vibrio cholerae, una pandemia durante los últimos 50 a través de diferentes continentes, es encontrada principalmente en estuarios, ríos, y aguas costeras como su reservorio natural. Esta no solo se encuentra en su estado de vida libre, también se asocia con el fitoplancton y el zooplancton. Muchos factores favorecen a que pueda resurgir el cólera, en especial las condiciones climáticas, como altas temperaturas, el fenómeno del niño, las fuertes lluvias e inundaciones que aumentan la abundancia de fitoplancton y zooplancton que tendría efectos sobre la bacteria del cólera. V. cholerae tiene una fuerte asociación con el exosqueleto de quitina del zooplancton que le sirve como fuente de nutrición, además de que produce competencia bacteriana, las superficies de quitina podrían fomentar la evolución de Vibrio ya que son puntos calientes para su transformación. En el medio ambiente se han encontrado epicentros de pandemias pasadas de cólera, en la zona delta donde ríos como el Ganges y Brahmaputra desembocan en la bahía de bengala. V. cholerae emerge como patógeno humano, este se encuentra regularmente unido a pequeños crustáceos y sus exoesqueletos, tales están hechos principalmente de quitina. Investigadores se han dado cuenta del vínculo del microbio con las superficies de quitina, en donde V. cholerae forma biofilms, concentrándose y alcanzando niveles altos en copépodos individuales (miembros dominantes del zooplancton). La ingestión de alguno de estos pequeños crustáceos es suficiente para causar la enfermedad en los seres humanos. La quitina además aumenta la resistencia al acido en esta bacteria, lo que implica que ya ingerido el número de bacterias muertas en el estómago será menor, posibilitando la infección. Sin embargo hay mecanismos para disminuir los casos de cólera, como la introducción de un método simple de filtración, para eliminar partículas menores a 20 micras, lo que incluye al zooplancton del agua potable. Esto ha reducido considerablemente los casos en aldeas de Bangladesh. El zooplancton produce toneladas de quitina al año, proporcionándole a V. cholerae un enorme sustrato donde pueda unirse y formar biopeliculas, protegiéndose contra las tensiones externas. V. cholerae desempeña un papel importante en la remineralización de la quitina, impidiendo que mucho del material alcance el fondo del mar El reciclaje de quitina por V. cholerae y otras bacterias ayuda a mantener el ciclo del carbono y el nitrógeno global. La colonización de las superficies quitinosas por V. cholerae es una consecuencia de la detección y la quimiotaxis, la formación de apego y la biopelícula, esto puede llevar a la competencia natural, dando lugar a la captación de ADN y la transformación inducida quitina; y la evolución, si los nuevos genes se adquieren. Las bacterias pueden secretar las quitinasas que degradan la quitina. ¿Pero como es que V. cholerae gana rasgos patogénicos? L secuenciación del genoma de V. cholerae y experimentos de hibridación genómica, sugieren que es por transferencia horizontal de genes, como cuando el fago toxina del cólera CTXφ reside como profago en el genoma del V. cholerae y se transfiere a las nuevas cepas a través de la transducción de fagos. Existen varios mecanismos que les permiten obtener ADN de fuentes externas, una de ella es la quitina, que induce la competencia natural para su transformación genética. La competencia natural, HGT, se refiere al estado fisiológico en el que una bacteria puede tomar ADN libre del ambiente e incorporarlo en su genoma a través de la recombinación homóloga.
Parte 2 V. cholerae abarca más de 200 serogrupos diferentes, especificados por la región O antígeno de los LPS, antes se pensaba que las cepas pertenecientes al serogrupo O1 causaban el cólera grave, pero en la década de 1990 una V. cholerae se convirtió del serogrupo O1 l nuevo O139 Bengala que causo brotes en la India y Bangladesh, esto genero temor de que posiblemente pudiera propagarse causando una octava pandemia. Ahora bajo condiciones de laboratorio, se ha probado como O1 puede adquirir la agrupación de genes O139 por transformación natural inducida. Esto nos habla de que la variante O139 Bengala de V. cholerae y otros vibrios, es resultado de que los factores ecológicos y genéticos pueden dar lugar a la aparición de nuevos microbios patógenos. Estas investigaciones se centran en la rede de regulación que impulsa la competencia natural y la transformación de V. cholerae La superficie de quitina puede servir como única fuente de carbono para V. cholerae, se investigó la relación entre la represión catabólica de carbono y transformación natural inducida de quitina, la detección de quórum (QS) también contribuye a la aparición de la transformación natural en V. cholerae. A traves de QS, las bacterias sintetizan autoinductor (AI) y secretan moléculas de ellos en el medio ambiente para medir y responder a la densidad de población. V. cholerae depende de dos circuitos QS, el sistema 1 de cólera autoinductor 1 (CAI-1) sirve como la señal para la comunicación intraespecífica, el sistema 2 se utiliza para la comunicación entre especies, que depende de autoinductor 2 (AI-2), un diéster de borato furanosil. QS regula solo un subconjunto de los genes de competencia y esta se produce a través de Transcripción que une a la quitina-inducción y QS. QS media en un interruptor de la degradación del ADN alrededor de las células de V. cholerae hacia la captación de ADN mediada por la competencia. La transformación natural inducida por la quitina depende de la señal específica de la especie, CAI-1, mientras que las interespecies autoinductoras AI-2 juegan un papel insignificante. Tales resultados muestran como V. cholarea puede mejorar la absorción de ADN específico de la especie, mediante el acoplamiento de la expresión de genes necesarios para la transformación natural de especies específicas QS al sistema 1. El conocimiento en la forma de vida del medio ambiente de este patógeno y como se transmite al ser humano puede ayudar a disminuir en los casos de cólera. Si aprendemos más sobre su estilo de vida medio-ambiental podemos entender mejor los mecanismos por los que un microbio inocuo se convierte en un patógeno humano prejudicial, así podremos predecir la aparición de brotes de cólera y así poder controlarlos.
Vibrio cólera es una bacteria dañina para el ser humano ya que es la causante del cólera. Aunque algunas personas no presentan síntomas graves otras pueden incluso morir. El nicho de Vibrio cholerae es principalmente en estuarios, ríos y aguas costeras. Puede encontrarse en estado libreo asociado al fitoplancton y zooplancton. Fenómenos como el niño aumentan la población de fitoplancton y zooplancton lo que a su vez aumenta la abundancia de Vibrio cholerae. Vibrio presenta una fuerte asociación con la quitina localizada en el exoesqueleto de zooplancton la cuan le sirve como fuente de nutrición y fomenta la competencia entre estas bacterias lo que podría fomentar su evolución. ¿Cómo es que este ser inocuo llega a ser tan perjudicial para nosotros? Los investigadores de esta bacteria se dieron cuenta que era de gran importancia la relación entre la quitina y la bacteria ya que ésta forma biofilms por lo que si se ingieren crustáceos que contienen estos biofilms es suficiente para causar cólera. Lo que ayuda a estas bacterias a sobrevivir al pH ácido del estómago es la resistencia que generan gracias a la quitina. Conocer su forma de vida en el medio ambiente y la forma en que se transmite al ser humano puede ser demasiado útil para buscar maneras de disminuir los casos de cólera. El conocimiento de la forma de vida del medio ambiente de este patógeno y cómo se transmite a los seres humanos pueden ayudar en la disminución de los casos de cólera. V. cholerae no sólo se une a exoesqueletos quitinosos sino que también desempeña un papel importante en remineralizante quitina. El reciclaje de quitina por V. cholerae y otras bacterias ayuda al ciclo del carbono y el nitrógeno global, según Saúl Roseman, pionero en la investigación sobre la degradación de la quitina por el Vibrionaceae. Una vez unido a la superficie quitina, las bacterias desarrollan biopelículas, según Ronald Taylor y sus colegas de la universidad de Dartmouth en Hanover, NH. La maduración de biofilms involucra componentes proteicos y exopolisacáridos, los cuales ayudan a formar la matriz que mantiene las células bacterianas dentro de estas biopelículas, según Fitnat Yildiz en la Universidad de California, Santa Cruz, y Paula Watnick en el Hospital de Niños de Boston, y sus colaboradores.
¿Cómo es que Vibrio cholerae se vuelve patógena? Según experimentos de hibridación genómica realizados sugieren que se debe a la transferencia horizontal de genes. Varios mecanismos permiten que estas bacterias obtengan DNA externo, por ejemplo la quitina que induce la competencia natural para la transformación genética en V. cholerae de acuerdo con el trabajo realizado por Gary Schoolnik y colaboradores. La quitina también induce la competencia natural en otras especies del género Vibrio, tales como V. fischeri, V. parahaemolyticus y V. vulnificus por lo que esto podría contribuir a su patogenicidad. En un experimento se utilizaron fragmentos de conchas de cangrejo las cuales se sumergieron en agua de mar artificial dentro de placas. Se observó que V. cholerae creció fácilmente en éstas. Para observar la adhesión de las bacterias a la quitina se utilizaron perlas de quitina susceptibles a la microscopía de luz. V. cholerae depende de dos circuitos de quórum bacteriano, según Bonnie Bassler en la Universidad de Princeton y sus colaboradores. El sistema 1 de cólera sirve como la señal para la comunicación intraespecífica. El sistema 2 se utiliza para la comunicación entre especies. ¿Cómo es que estas señalizaciones fomentan la competencia natural y por ende la transformación? El quórum bacteriano de V. cholerae regula solo un minúsculo subconjunto de genes de competencia. El quórum bacteriano actúa básicamente como un mediador en un interruptor de la degradación de ADN en torno V. cholerae por la competencia. Todo esto muestra cómo es que V. cholerae puede mejorar su absorción de DNA mediante el acoplamiento de la expresión de genes necesarios para llevar a cabo la transformación natural. Para dar seguimiento a esta propuesta, los científicos están estudiando aspectos mecánicos del proceso de absorción del DNA en V. cholerae.
18. Blokesch, (2014) The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers. ASM microbe. Últimamente se ha observado un alto incremento de pandemias por V. cholerae, en diferentes regiones que se encuentran cerca de ríos, aguas costeras, igualmente se relaciona con el fitoplancton y zooplancton, ya que las inundaciones, las temperaturas y fenómenos climáticos generan el crecimiento de fitoplancton y zooplancton trayendo consigo las bacterias V. cholerae. investigaciones recientes afirman que estas bacterias son un patógeno muy dañino para el hombre, y su eficiente transferencia de genes hacen de él un organismo hábil en la transformación genética , con el tiempo, sus mecanismos de adaptación han logrado sobrevivir a diferentes ambientes, Su principal influencia en su crecimiento es la formación de biopeliculas en las superficies quitinosas, lo que permite que la bacterias inicie una transferencia genética eficaz, generando un rasgo patógeno en el Vibrio. ¿Por qué recientemente es un problema de salud?. Investigadores observan la existencia de una relación entre este microbio y un homopilomero de cadenas ramificadas llamado quitina, asociados a pequeños crustáceos y sus exoesqueletos emergiendo como un patógeno. El consumo de esos pequeños crustáceos es la principal causa del cólera. Es de gran importancia conocer el medio ambiente donde se desarrolla, para lograr controlarlo y prevenir más casos de infección. La V. cholerae asociado con la quitina de la superficie, une y forma biopeliculas sobre la superficie, en especial estas no viajan al fondo del océano marino, se mantienen en la superficie, donde pueden obtener mayor energía . Hay dos clases de quitinasas: exochitinases, que liberan [GlcNAc) 2] y endochitinases que producen multipolimeros implicando formar enlaces glosidicos dentro del polímero de la quitina con el tiempo se logran la liberación de oligosacaridos. Después la quitina se encuentra en la superficie mediante un pilus implicado a unirse con las bacterias, formando microcolonias que se desarrollan en biopeliculas.
Parte 2. El control de estas bacterias es difícil, porque llevan a cabo una eficiente transferencia horizontal de genes y colonizan rápidamente el medio, un ejemplo claro seria la toxina del cólera que reside como un simple profago en el genoma del Vibrio que trasfiere información importante. Vibrio contiene un mecanismo útil y práctico para obtener DNA, la quitina nuevamente hace su función llamada competencia natural, un mecanismo para tomar DNA libre del ambiente e incorporarlo a su genoma mediante la recombinación. Estudios en el laboratorio identifican varias cepas de la bacteria para analizar su estructura y sus antígenos, se hallo que Vibrio abarca muchos grupos antígeno, y alguno que otro es más grave que el presente antígeno O1. Para probar si Vibrio con el antígeno O1 puede tener genes del antígeno O139, se realizo un biofilm en la concha de cangrejos añadiendo el genoma de la cepa O139, los resultados fueron idénticos al receptor del antígeno O1 pero diferentes con O139, esta variante puede explicar un hecho genético importante para la ecología, ya que pueden dar lugar a la aparición de nuevos microbios patógenos, la quitina tiene en especial influencia, ya que podría ser responsable de la diversidad de los recursos naturales de los serogrupos, De cualquier forma, estas variaciones se presentan todo el tiempo, por esa razón debemos estar al pendiente en su desarrollo. La regulación de la quitina en la superficie y la competencia natural, es un mecanismo que depende de un principal mensajero adenosina monofosfato cíclico ( cAMP) en condiciones insolubles donde la quitina no es sincronizadas y heterogénea. También se menciona la interacciones de qurom, que juega un papel en la transformación natural en V. cholerae, conformando por dos sistemas de comunicación (CAI-1) y (AI-2) que tienen las bacterias, para fomentar la competencia natural y transformación. QS regula una pequeña parte de los genes de competencia producida por la transcripción, la transformación natural de la quitina depende de las de especies especificas (CAI-1) mientras que la otra auto inductora es de menos importancia, la mayoría de los estudios, expresan directamente la mejora del DNA y su absorción especifica mediante el acoplamiento de la expresión de genes necesarios para la transformación natural al sistema QS.
Andrea Daniela Vargas Prado V.cholerae se encuentra principalmente en ríos y aguas costeras y puede encontrarse libre o también puede estar asociada con fitoplancton y zooplancton. Condiciones climáticas pueden ser causantes del aumento de cólera, también por medio de inundaciones, fuertes lluvias, ya que en este clima, el aumento del fitoplancton y zooplancton es de gran cantidad al igual que el cólera que se encuentra contenido. Los exoesqueletos de quitina de zooplancton sirven como fuente de nutrición de V. cholarae y además es contribuyente a la competencia natural entre estas bacterias, esto podría suceder debido a que estas superficies de quitina son puntos importantes para la transformación que produzca la evolución de V.cholerae además de otros vibrios. Al conocer el medio ambiente de estos organismos podemos tener una idea de cómo poder controlarlos, ya que su presencia en el cuerpo humano es perjudicial. El V.cholerae puede encontrarse en exoesqueletos de crustáceos y estos exoesqueletos están hechos por quitina que es un homopolimero de cadenas ramificadas de ligado- ß-1,4 N-acetil-D-glucosamina (GlcNAc), esto es importante ya que V.cholerae forma biopeliculas sobre la superficie de la quitina, lo cual permite que las bacterias se concentren y alcancen un alto nivel de bacterias principalmete en zooplancton. Sin embargo, estos organismos son importantes, ya que son degradantes de quitina y estas bacterias (y otras) ayudan a mantener el ciclo del carbono y nitrógeno global. Esto sucede debido a que las bacterias pueden secretar dos tipos de quitinasas que degradan quitina, exochitinasas y endochitinasas. Cuando la superficie quitina se une con un pilar de tipo IV y la proteína GlcNAc, son formadas colonias de bacterias en biopeliculas. Por otra parte, se realizaro la secuencia del genoma de V.cholerae que sugieren que hacen transferencia horizontal de genes. Y tras experimentos descubrieron que varios mecanismos permiten a las bacterias obtener ADN de fuentes externas, por ejemplo la V. cholerae. Cuando V.cholerae puede tomar ADN libre del ambiente e incorporarlo a su ADN a través de recombinación homóloga se le llama, competencia natural y en V.cholerae es inducida por la quitina. Se realizó un experimento para poder probar si la V.cholerae 01 podía obtener la agrupación de genes de V.cholerae 0139 ya que se creía que solo la V.Cholerae 01 podía ser la generadora de cólera grave, sin embargo, tiempo después se encontró la V. Cholerae 0139 de igual forma generadora. Nos prueba que las condiciones de ambiente y genéticos influye a la formación de patógenos que pueden ser muy dañinos para la salud, ya que se comprobó que a través de la transformación natural inducida V.cholerae 01 puede adquirir la agrupación de los genes de V.cholerae 0139.
Principalmente se investiga la regulación de la competencia natural y la transformación de V. cholerae, donde la superficie de la quitina sirve como única fuete de carbono para V. cholerae en donde hay una relación entre la represión catabólica de carbono y transformación natural inducina quitina. La competencia natural y la colonización en la superficie de la quitina, depende del segundo mensajero adenosina monofofato cíclico en V. chalerae. También se detecta que QS contribuye a la aparición de transformación natural en estas bacterias, ya que QS sirve para que las bacterias a través de él sinteticen autoinductor y miden la densidad de población al secretar moléculas. Hay dos circuitos de QS. 1. Autoinductor, que sirve como señal para la comunicación intraespecífica. 2. Es utilizada para la comunicación entre especies. Qs es regulador de un subconjunto de genes de competencia, es decir, mide en un interruptor la degradación de ADN en torno a V. cholerae medidas por la competencia. La transformación natural que se induce por la quitina depende de señales específicas CAI-1 y los interespecies autoindicadora AI-2 son insignificantes, Por tanto V. cholerae puede mejor la absorción de ADN beneficiando la transformación natural debido a los genes. Para poder desarrollarnos adecuadamente debemos saber el medio con que interactuamos, en este caso, es necesario saber sobre este patógeno para obtener medidas adecuadas y así poder evitar está enfermedad, además de que al conocer ciertas características de las células, el riesgo de que un población disminuya por causa de muertes provocadas por este patógeno es menor, debido a que se toman medidas que podrían ayudar en el desarrollo de la población.
La bacteria Vibrio cholerae se transmite por el agua y causa cólera Transmitidos por el agua, ha provocado pandemias y los enfermos llegan a desarrollar diarreas severas, vómitos, calambres y la perdida de fluidos corporales e incluso la muerte. El V. cholerae no solo se encuentra en estado de vida libre ya que también se asociada al fitoplancton y zooplancton. Factores como el aumento de temperatura y fenómenos pueden incrementar la abundancia de fitoplancton y zooplancton y con ellos también a la bacteria del cólera. También el v, cholerae se asocia a la los exoesqueletos de Quitina de varios organismos los cuales le sirven como una fuente de nutrientes, ya que la superficie de quitina son sitios calientes para la transformación y evolución de V. cholerae. Las pandemias pasadas se desarrollaron en los Rios Ganges y Brahmaputra, en estas zonas el V. cholerae se encontraba en crustáceos pequeños y en exoesqueletos mudados y posteriormente emergieron como patógenos humanos, el V. cholerae forma biofilms en las superficies de quitina y aumenta rápidamente su población, el ingerir estos crustáceos provocaría la enfermedad. Un dato curioso es que la Quitina logra aumentar la resistencia de las bacterias al acido lo cual indica que las bacterias no mueren al pasar al estómago lo cual aumenta el riesgo de infección. El zooplancton marino produce toneladas de quitina anualmente, proveyendo de enormes sustratos para el V. cholerae para formar biofilms. El reciclado de Quitina por V. cholerae mantiene el ciclo del carbono y nitrógeno en el océano. Competencias naturales pueden ser inducidas por la quitina, debido a la colonización de la superficie y esto puede llegar a transformar el DNA y dando lugar a la evolución si nuevos genes son adquiridos. La bacteria secreta Quitinasas de la cuales hay dos tipos la exoquitinasa que realiza unidades de diacetilquitobiosa ((GlcNAc)2) del final no reducido de la cadena de polisacáridos, y las endoqutinasas que producen multímetros de GlcNAc por azar adhiriéndose a membranas glicosidicas sin el polímero de quitina, eventualmente liberando oligosacáridos. La bacteria forma microcolonias que se desarrollan dentro de biofilms, lo cual involucra ambos componentes proteínicos y exopolisacáridos los cuales forman la matriz que mantiene a las bacterias dentro de los biofilms, estos V. cholerae atacan a fragmentos quitinosos del caparazón de cangrejos por medio de fibras y filamentos. La secuencia del genoma de v. cholerae y experimentos de hibridación genómica sugieren la transferencia de genes horizontales. Varios mecanismos permiten a las bacterias tales como V. cholerae obtener DNA de fuentes externas. Un ejemplo seria la Quitina ya que indujo la competencia natural para transformación genética en V. cholerae, un modelo de HGT que es el estado fisiológico en el que una bacteria puede tomar DNA libre del ambiente e incorporarlo a su DNA dentro de su genoma vía recombinación homóloga. En un experimento se usaron conchas de cangrejos Dungeness los cuales fueron esterilizamos y el V. cholerae fácilmente colonizó tales superficies cuando ellos se sumergieron en un medio de agua oceánica artificial dentro de 12 placas, también se usaron hojuelas de quitina dentro de tubos para disminuir el riesgo de contaminación cruzada. En el año 1990 un V. cholerae que se convirtió del serogrupo El Tor O1 al nuevo O139 Bengal causo brotes de cholera y una nueva pandemia. Para demostrar si el V. cholerae adquirió el gen O139 por trasformación natural inducida por quitina se propago un V. cholerae O1 El Tor O1 el cual se deformo como un biofilm en fragmentos de caparazones de cangrejos y estos agregaron DNA genómico de la cepa Bengal O139 como materia transformista. El resultado de las trasformaciones de fagos resistentes fueron genotípicamente idénticos a el recipiente O1 excepto por la agrupación de genes del serogrupo O139 adquirido y la perdida dela agrupación del gen especifico O1. Factores genéticos y ecológicos pueden llevar a la emergencia de nuevos microbios patógenos.
Aunque células de v. cholerae responden uniformemente a oligomeros de quitina solubles, la inducción de la competencia alrededor de superficies bióticas de quitina insolubles no está sincronizada y heterogénea, porque la superficie de quitina sirve como una fuente única de carbono para V. cholerae. Ciertamente, ambas colonizaciones de la superficie de quitina e inducción de competencia natural dependen del monosfosfato de adenosina cíclico mensajero secundario (cAMP) en v. cholerae. Sin embargo la detección de quorum (QS) también ayuda al comienzo de transformación natural en v. cholerae. El v. cholerae depende de dos circuitos de QS. El sistema 1 de cholera autoinducido 1 (CAI-1) sirve como las señales para comunicación entre especies y el sistema 2 es usado para la comunicación interesencias. El QS regula solo un subconjunto pequeño de genes de competencia y que esta regulación ocurre vía factor de transcripción que une la inducción de quitina y QS. El QS es un interruptor de la degradación del DNA alrededor de las células de V. cholerae hacia la captación de la competencia mediada de DNA. Y la transformación natural de quitina inducida depende de las señales específicas. Cuando ambos inducidores están ausentes, la transformación natural es abolida. Alumno: Rios Ruiz Alexis Itamar Materia: Biología de Procariontes Grupo: 5286 Artículo: Blokesh M. The Lifestyle Of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers
García Aguirre Samuel Maximiliano The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers Blokesch, (2014) ASM microbe.
V. cholerae, se trata de un ente baceteriano que se halla primariamente en embocaduras, ríos y aguas costeras en el medio ambiente, se encuentra no sólo en un estado de vida libre, sino que también está asociado a su vez con el fitoplancton y el zooplancton. V. cholerae es la bacteria transmisora del cólera en el agua; y aunque la mayor parte las personas infectadas no desarrollan síntomas severos, algunos llegan a estar fuertemente enfermas con diarrea severa, vómitos, calambres y la pérdida de fluidos corporales, si no se trata, puede llegar a causar un shock o incluso la muerte. Debido a factores como el aumento de temperaturas, el fenómeno de El Niño, fuertes lluvias e inundaciones, puede llegar a aumentar la abundancia de fitoplancton y zooplancton, y, junto con ellos, la bacteria del cólera, estas condiciones bien podrían impulsar el resurgimiento del cólera. El aprender más acerca del medio ambiente y estilo de vida de V. cholerae, nos induce a entender los mecanismos por los que éste microbio se convierte en un patógeno humano perjudicial de gran importancia. A su vez, nos puede ayudar a predecir la aparición de brotes de cólera y así facilitar los esfuerzos para controlarlos.
En regiones como los ríos Ganges y Brahmaputra, V. cholerae se encuentra a menudo unido a los pequeños crustáceos y a sus exoesqueletos mudados, estos están hechos principalmente de quitina (GlcNAc). El vínculo entre este microbio y la quitina puede ser dañino para la salud humana, pues los expertos afirman que la ingestión de estos crustáceos o beber un poco de agua contaminada durante una proliferación de zooplancton, puede ser suficiente para causar enfermedades en un ser humano, tales como el cólera. El conocimiento de cómos se trasmite esta bacteria puede ayudar a disminuir los casos de esta grave enfermedad.
El Zooplancton marino produce más de 1.011 toneladas al año de quitina, proporcionando un enorme sustrato en el que V. cholerae se puede adjuntar y formar biofilms. El reciclaje de quitina por V. cholerae y otras bacterias ayuda a mantener el ciclo del carbono mundial y el ciclo de nitrógeno. Una vez unida a la superficie de un tipo quitina Pilus IV y la proteína de unión GlcNAc-GBPA, las bacterias forman microcolonias que se desarrollan en biofilms. Según Fitnat Yildiz y Paula Watnick, estas formaciónes de biofilms V cholerae se unen a fragmentos de conchas de cangrejo chitinous a través de fibras y filamentos variados. Una pregunta interesante sería ¿Cómo es que V. cholerae ganar rasgos patogénicos? La secuencia del genoma de V. cholerae y experimentos de hibridación genómica sugieren un transferencia horizontal de genes. La agrupación de genes que codifica la región -O antígeno del lipopolisacárido (LPS), un integrador y un elemento conjugativo, además de otras regiones cromosomáticas tienen señas de identidad de genes recientemente adquiridas.
Se sabe que la quitina induce competencia natural para la transformación genética en V. cholerae, aunque también induce una ardua competencia natural entre otras especies del género Vibrio , tales como V. fischeri , V. parahaemolyticus y V. vulnificus.
Para estudiar mejor los grupos bacterianos en las conchas de los crustáceos se ha procedido a utilizar perlas de quitina, que son susceptibles a la luz de la microscopía; sin embargo, la insolubilidad del polímero complica los esfuerzos para estudiar cómo los asociados V. cholerae se unen con estas conchas. Se sabe también que aunque V. cholerae abarca más de 200 serogrupos diferentes especificados por el antígeno O región de los LPS, sólo cepas pertenecientes a el serogrupo O1 se cree, causan graves casos de cólera. Pruebas inmunológicas y métodos basados en microscopía de electrones mostraron que los convertientes serogrupo son capaces de producir el nuevo O-antígeno. En general, es posible que diversos factores genéticos y ecológicos puedan dar lugar a la aparición de nuevos microbios patogénicos para el hombre. La transformación natural inducida por la quitina bien podría ser responsable de la diversidad de los serogrupos naturales de V. cholerae, herramientas de diagnóstico deberían tomar este escenario en cuenta.
Debido a que la superficie de la quitina puede servir como única fuente de carbono para V. cholerae, se investigó la relación entre el carbono natural de represión catabólica e inducción de la quitina. Por otra parte, la detección de quórum (QS) también contribuye al inicio de la transformación natural en V. cholerae; QS es un medio para pasar de la degradación del ADN alrededor de V. cholerae células hacia la competencia de absorción de ADN. La transformación natural inducida por la quitina depende de la señal específica de la especie, CAI- 1, mientras que el autoinductor inter-especies AI- 2 juega un papel insignificante. Es importante destacar que cuando ambos autoinductores están ausentes, la transformación natural es suprimida. Este vínculo podría ser útil en la reparación de genes dañados. Para dar seguimiento a esta suposición se deben estudiar también los aspectos mecanicistas del proceso de la captación de ADN en V. cholerae. Creo que es un avance realmente significante si tratamos un contexto actual, el estudio de diversa enfermedades potencialmente patógenas para el ser humano podría ser de gran ayuda para el futuro; ahora se está llevando a cabo un estudio de alta minuciosidad acerca de V. cholerae, sin dudas se trata de una nota de suma importancia para el mundo de la ciencia e investigación.
The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers Blokesch, (2014) ASM microbe.
Como sabemos la bacteria Vibrio cholerae, causa la enfermedad del cólera y al no ser tratada a tiempo puede conducir a la muerte. V. cholerae se encuentra principalmente en estuarios, ríos y en aguas costeras, no solo se encuentra en vida libre sino que estas asociadas con fitoplancton y zooplancton. Factores como el cambio en las condiciones del ambiente puede propiciar que la bacteria re emerja, es por eso que es importante el equilibrio ambiental ya que las altas temperaturas aumentan el nivel del fitoplancton y el zooplancton y con esto el de las bacterias, que están asociadas a estas por la quitinosa del exoesqueleto de estos que le sirve como fuente de nutrición. Sin embargo esto implica que ocurra una competencia natural en esta bacteria y las superficies de quitina sirvan como puntos de transformación que fomenten la evolución de V.cholerae y otros vibrios. Se explicara cómo esta bacteria pasa de un inocente microbio a un perjudicial patógeno para el ser humano. El epicentro de las pandemias pasadas de cólera fueron principalmente en los ríos Ganges y Brahmaputra, en donde V.cholerae es encontrada unida a crustáceos y en los exoesqueletos mudados por lo cual surge como patógeno para el ser humano. Ya que como mencionamos antes los exoesqueletos están hechos principalmente de quitina. La unión entre el microbio y la quitina, es porque V. cholerae forman películas en las superficies de quitina, teniendo un crecimiento notable, al ingerir estos crustáceos pueden causar esta enfermedad. La quitina también hace que la bacteria incremente la resistencia al ácido, es por eso que no muere al pasar por el estómago. V. cholerae también juega un papel importante remineralizando la quitina, previniendo mucho de este material para alcanzar el piso oceánico incluso cuando la quitina es el más abundante polímero en ambientes marinos, el reciclaje de esto por la bacteria ayuda a mantener el ciclo del carbono y nitrógeno. La razón de la colonización en la superficie de quitina es por la quimiotaxis, uniéndose a la formación de biopelicula que conduce a la competencia natural de quitina inducida, dirigiendo al ADN para transformarse y evolucionar en nuevos genes adquiridos. Existen dos tipos de quitinosas, una vez unidas a las superficies de quitina, la bacteria forma microcolonias que crecen en biopelículas, al madurar envuelve las dos proteínas y ayuda a formar la matriz que sostiene las células bacterianas. V. cholerae se convierte en un patógeno cuando la secuencia del genoma de esta bacteria y la hibridación genómica experimenta la transferencia genética horizontal, por ejemplo la toxina del cólera reside como profago en el genoma de V.cholerae y se transfiere como cepa via fago transducción, el gen se incrusta codificando la region O-antigeno. Varios mecanismos permiten a la bacteria para obtener el ADN de recursos externos, un ejemplo es que la quitina induce la competencia natural para la transformación genética en V.cholerae, en pocas palabras la bacteria puede tomar el ADN libre del ambiente e incorporarlo en su genoma vía recombinación homologa. Cabe resaltar que la quitina induce la competencia natural también en otras especies.
Parte 2 Los experimentos en laboratorio para comprobar si V.cholerae O1 puede adquirir el O139 gen incrustado por inducción natural de quitina, se propago a V.cholerae O1 “El Tor” cepa como biopelicula en fragmentos de caparazón de cangrejo y después se agrego el genoma ADN del O139 Bengal cepa como transformador de material, como resultado final el serogrup produce el nuevo O-antigeno. Esto muestra como los factores genéticos y ecológicos pueden guiar a la creación de nuevos patógenos microbianos, ya que los O-antigenos racimos de diferentes serogroups de V.cholerae visualiza un GC- contenido que se desvía de el resto del cromosoma, por lo tanto la transformación de la inducción natural de quitina puede ser la responsable de la diversidad de V.cholerae. La quitina sirve como recurso de carbono a la bacteria, la unión de la qutina y la bacteria depende de la cAMP, QS contribuye a la transformación natural La bacteria sintetiza autoinductores AI y los secreta al ambiente como respuesta a la densidad poblacional. El sistema 1 sirve como señal para la comunicación de las intraespecies, el sistema 2 es usado por las intraespecies que depende de un autoinductor. QS regula solo una pequeña parte de la competencia de genes y la regulación ocurre vía transcripción, siendo más precisos, QS media un switch de la degradación del ADN alrededor de V.cholerae, por lo que la transformación natural de la inducción de quitina depende de señales especificas de la especie, cuando los dos auotinductores están ausentes, no hay transformación. Esto muestra como V.cholerae puede mejorar especies especificas del ADN tomado, llamándolo por pares de expresiones de genes requeridos para la transformación natural de las especies especificas sistema QS 1, esta unión probablemente produce ayuda en reparar daños en genes Es importante conocer el comportamiento de V.cholerae para disminuir el número de casos con cólera y el saber el porqué y como nos acerca más a la disminución de esta, no podemos tener el control de la naturaleza, sus interacciones y los productos de estas, sin embargo el cambio de las condiciones ambientales causadas por la contaminación, hace que la bacteria reemerja y esto es causado por el hombre y sin duda es algo de lo que si tenemos el control, por lo tanto lo podemos cambiar.
The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers. Orozco Rodríguez Ivonne.
El cólera, una enfermedad que afecta a nivel mundial, es causada por una bacteria conocida como Vibrio cholerae. El hábitat de este microorganismo son los ríos y zonas costeras y, además, está asociada con el fitoplancton y zooplancton. El resurgimiento del cólera, se cree, puede ser impulsado por los diversos cambios climatológicos, tales como el fenómeno de "El Niño" y el aumento de las temperaturas, ya que provocan el crecimiento de estos organismos acuáticos. La asociación que presenta V. cholerae con estos dos organismos es consecuencia del aporte nutritivo que obtiene la bacteria de la quitina, un homopolímero de cadena ramificada; a parte, es una superficie de competencia natural para estos microorganismos, es decir, les brinda la posibilidad de transformación y evolución. Además, algo súper interesante y como un bonus, le brinda la capacidad de resistencia al ácido, esto significa que al ser ingerida y pasar por el estómago esta permanece intacta, provocando así las infecciones. Como se conoce que el zooplancton produce toneladas de quitina al año, V. cholerae lo aprovecha y se une a los exoesqueletos que contienen este polímero, se adjunta y forma biofilms para mantenerse en ella. Por otra parte, estos microorganismos tienen un papel importante como recicladores de este material para que no llegue al fondo del mar y pueda mantenerse el ciclo del C y N. La quitina, efectivamente, representa una superficie de población para V. cholerae; esta colonización es el resultado de la quimiotaxis para encontrar alimento en el medio, de las formaciones de biopelículas y de la competencia natural, lo cual provoca la degradación de la quitina, la captación de ADN y, en caso de adquirir nuevos genes, la evolución de vibrios. Para la degradación de quitina, las baterías usan quitinasas, en las cuales se encuentran las exoquitinasas y las endoquitinasas, éstas producen unidades y multímeros de diacetilquitobiosa respectivamente; de manera que van rompiendo los enlaces glucosídicos del polímero y liberando oligosacáridos. Posteriormente, al unirse por un tipo de pilus, las bacterias se desarrollan en forma de microcolonias dentro de las biopelículas. Para formar el medio en el que se mantienen la biopelícula, usan los componentes de proteínas y exopolisacáridos; al terminar, con ayuda de fibras y filamentos, V. cholerae se unen a las conchas quitinosas. Los últimos estudios han indicado, además de que la ingestión de estos crustáceos puede causar la enfermedad, que la relación entre V. Cholerae y las superficies de quitina son de total relevancia para la salud, ya que al formar de biopelículas sobre ésta, las bacterias están en constante competencia natural y, por lo tanto, de evolución. Otras investigaciones realizadas con la secuenciación del genoma de V. Cholerae y experimentos de hibridación, se sugiere que la causa de los rasgos patógenos de la bacteria es la transferencia horizontal de genes (HGT) en ambientes acuosos; el HGT es el estado en el que una bacteria puede adquirir ADN del medio y se lleve a cabo la recombinación homóloga de éste con su genoma. Es decir, la quitina al permitir la competencia natural, un modo de HGT, permite que las bacterias obtengan ADN externo y a su vez la transformación genética. Se conoce entonces que V. cholerae tiene más de 200 grupos diferentes, éstos se distinguen por la región antígeno O del LPS. Dentro de los grupos, se creía que el O1 era el causante de cólera; no obstante, en los 90's, se supo que una V. Cholerae O1 originó un grupo nuevo, conocido como O139, causando el brote de la enfermedad en Bangladesh y propagándose a otros países. Para comprobar, se realizaron pruebas en el laboratorio utilizando V. cholerae O1 en conchas de cangrejo y añadiendo ADN del grupo O139 para realizar una transformación natural inducida.
Posteriormente, con bacteriofagos especificos del grupo O1, se seleccionaron las que se habían transformado y, utilizando otros métodos, se encontraron que algunos producían el antígeno O1. Ésto, de alguna manera, explica la variante de O139 y, además, cómo los factores ecológicos y genéticos pueden originar nuevos microorganismos con rasgos distintos, en este caso de patógenos. De hecho se cree que es el mismo antígeno O de diferentes grupos de V. cholerae el que cambia naturalmente inducido por la quitina y da lugar a la gran diversidad se V. Cholerae. Ahora se sabe que los cambios en las cepas de esta bacteria, como por ejemplo el grupo O139, pueden surgir en cualquier momento. Como lo indican los estudios, V. cholerae puede crecer en conchas de cangrejo o de otros materiales que contienen quitina en el laboratorio, por lo que es posible determinar qué señales regulan estos procesos naturales de intercambio de genes. La superficie de quitina sirve como la única fuente de C para este microorganismo, a partir de ésto se trató de averiguar qué relación hay entre la represión de C y la transformación natural inducida por el polímero. Se averiguó que estas dos dependen del segundo mensajero adenosina monofosfato cíclico (cAMP) y de la detección de quórum (QS), para la transformación natural. Más a fondo, se supo que el QS ayuda a las bacterias a sintetizar el autoinductor AI, de esta manera se secretan moléculas al medio para medir y responder a la densidad de la población. Pero existen dos circuitos de QS, el CAI-1 o el sistema 1 de cólera autoinductor 1 y es el que sirve como señal para la comunicación intraespecífica; y el sistema 2 para la comunicación entre especies partir del autoinductor 2 o AI-2. Estas señales ambientales fomentan la competencia natural y transformación en función del QS, al regular una porción de genes de competencia; de la transformación natural inducida por la quitina, la cual depende de la señal específica de CAI-1; y de que los dos autoinductores estén presentes, aunque el AI-2 no tenga un papel en sí. De esta manera V cholerae puede mejorar su capacidad de absorción de ADN específico de la especie, lo cual puede ser importante para la reparación de genes dañados. El conocer todos estos aspectos sobre del modo de vida de V. cholerae y comprendiendo las formas en las que esté microorganismos "inofensivo" adquiere características patógenas para el ser humano, hace posible prevenir y predecir los brotes de cólera y tener la facilidad para controlarlos. Tal como se realizó en 65 aldeas de Bangladesh, donde se filtró el agua para eliminar partículas, incluyendo al zooplancton, dando como resultado la reducción de casi la mitad de los casos de cólera.
La bacteria del Vibrio cholera utiliza un medio muy común de propagación que se halla principalmente en embocaduras de ríos y agua costeras, este ente bacteriano no se encuentra solo en un estado de vida libre, sino que también se encuentra asociado con el fitoplancton y el zooplancton. Este bacteria de Vibrio cholera trasmite cólera en el agua y aunque las personas no llegan a desarrollar síntomas severos, si pueden llegar a enfermar de una forma severa, teniendo diarrea severa, vómitos, calambres, por lo que se hace una pérdida de fluidos corporales y si no se llega a tratar de forma apropiada y a tiempo se puede llegar a perder la vida. Hay factores que pueden ayudar a que se propague o aumente con mayor facilidad como el aumento de temperaturas, lluvias e inundaciones puede llegar a aumentar el fitoplancton y zooplancton y junto con ellos la bacteria de Vibrio cholera que todas estas condiciones dan como fruto al surgimiento de la bacteria del cólera. La forma en que esta bacterias se propaga, crece y el mecanismo de acción que ejerce nos ayuda a entender de una forma más práctica los probables brotes que puede llegar a tener y así crear acciones para poder combatirla. Hay regiones como en las localidades de los ríos Ganges y Brahmaputra que la bacteria del Vibrio cholera se encuentra comúnmente unida a crustáceos y a sus exoesqueletos que estos están hechos principalmente de quitina. Este vínculo existente entre esta bacteria y la quitina puede ser muy dañino para la salud humana, ya que expertos afirman que la ingesta de estos crustáceos o el beber un poco de esta agua contaminada durante la proliferación del zooplancton pueden ser suficiente para crear enfermedades, como el cólera. Gracias a este conocimiento de la forma en que se transmite la bacteria, puede ser de gran ayuda para poder disminuir los casos de esta terrible enfermedad. Este zooplancton es muy importante en el mundo marino ya que llega a producir 1.011 toneladas al año de quitina, proporcionando un enorme sustrato en donde el Vibrio cholera puede unirse y de esta forma biofilms. El reciclaje que forma el Vibrio cholera y el de otras bacterias ayuda a mantener el ciclo del carbón de forma mundial y el del nitrógeno. Especialistas como Yildiz y Paula Watnick indican que estas formaciones de biofilms de Vibrio cholera se encuentran unidas a fragmentos de las conchas de cangrejo a través de sus fibras y filamentos que son tan variados. Una cuestión interesante seria pensar en cómo el Vibrio cholera gana muchos de estos rasgos patógenos. Podría decirse que la secuencia de su genoma y los experimentos realizados de hibridación genómica han sugerido que existe una transferencia horizontal de sus genes. Esta quitina realiza una fuerte inducción de competencia que realiza de forma natural para transformar la genética del Vibrio cholera y también con otras especies del genero Vibrio, como Fischeri, Parahaemolyticus y Vulnificus Para realizar estudios sobre estos grupos bacterianos se utilizaron las conchas de los crustáceos, en donde se procede a utilizar las perlas de quitina que llegan a ser susceptibles a la luz de la microscopia, pero esta insolubilidad de este polímero complica el esfuerzo que se realiza para estudiar los asociados del Vibrio cholera que se encuentran unidos a estas conchas. Otro dato importante es que es que el Vibrio cholera tiene unos 200 grupos diferentes donde se encuentra el O-antígeno o también llamado región de los LPS, que solo las cepas pertenecientes a este grupo se cree son las que causan los graves casos de cólera.
Existen pruebas inmunológicas que se basan en la microscopia de electrones donde se muestra que los con vertientes del serogrupo son capaces de producir nuevamente el antígeno. Esta posibilidad lleva a que diversos factores ecológicos y genéticos pueden dar lugar a que existan nuevos microbios patógenos para el hombre. Esta transformación natural por quitina podría ser la responsable de esta diversidad de los serogrupos naturales de Vibrio cholera. La parte de superficial de la quitina puede servir como único recurso de carbono para Vibrio cholera, ya que después de investigar el carbono natural donde se veía que expresaba una represión catabólica en la quitina. También la detección del quórum contribuye de forma significativa a la transformación de forma natural del Vibrio cholera, que utiliza este medio como degradador del AND que alrededor del Vibrio cholera utiliza células de absorción de ADN en forma de competencia. Cuando el CAI-1 y AI-2 que son auto inductores se encuentran ausentes la transformación que ocurre de forma natural es suprimida. Esto es crucial, este vínculo podría ser útil en la reparación de genes dañados. Los avances actuales y futuros no solo son ampliamente fundamentales en el área científica también lo son para el área de salud mundial, de esta forma se puede avanzar y prevenir muchas situaciones futuras desafortunadas
Blokesch, (2014) The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers. ASM microbe.
Las bacterias transmitidas por el agua como el Vibrio Cholerae causan el cólera, una pandemia durante los últimos 50 años a través de Asia, África y América Latina. Aunque la mayoría de las personas infectadas no desarrollan síntomas severos, algunos llegan a enfermarse violentamente con diarrea grave, vómitos, calambres y la pérdida de fluidos corporales, si no se trata, puede llevar a un shock y la muerte. V. cholerae, que se encuentra principalmente en los estuarios, ríos y aguas costeras, se encuentra no sólo en un estado de vida libre, también se asocia con el fitoplancton y el zooplancton. Debido a factores como el aumento de las temperaturas, el fenómeno de El Niño, y las fuertes lluvias y las inundaciones pueden aumentar la abundancia de fitoplancton y zooplancton, y, junto con ellos, la bacteria del cólera, el cambio de las condiciones climáticas bien podría impulsar el resurgimiento del cólera, de acuerdo con Rita Colwell de la Universidad de Maryland y sus colaboradores. Por otra parte, la fuerte asociación de V. cholerae con los exoesqueletos de quitina de zooplancton, que sirve como una fuente de nutrición, sino también contribuye a la aparición de la competencia natural en estas bacterias, podría significar que las superficies de quitina son puntos calientes para la transformación que fomenten la evolución de V. cholerae y otros vibrios. En un sentido más amplio, aprendiendo más sobre el estilo de vida medioambiental de V. cholerae, podemos entender mejor los mecanismos por los que este microbio aparentemente inocuo se convierte en un patógeno humano perjudicial de gran importancia. Este conocimiento, a su vez, puede ayudarnos a predecir la aparición de brotes de cólera y facilitar los esfuerzos para controlarlos. Las pandemias de cólera del pasasdo fueron principalmente en los ríos Ganges y Brahmaputra en la India, en donde V.cholerae es encontrada unida a crustáceos y en los exoesqueletos mudados por lo cual surge como patógeno para el ser humano, los exoesqueletos están hechos principalmente de quitina. La unión entre el microbio y la quitina, V. cholerae forman películas en las superficies de quitina, teniendo un crecimiento notable, al ingerir estos crustáceos pueden causar esta enfermedad. La quitina también hace que la bacteria incremente la resistencia al ácido, es por eso que no muere al pasar por el estómago. V. cholerae también juega un papel importante remineralizando la quitina, previniendo mucho de este material para alcanzar el piso oceánico incluso cuando la quitina es el más abundante polímero en ambientes marinos, el reciclaje de esto por la bacteria ayuda a mantener el ciclo del carbono y nitrógeno. La razón de la colonización en la superficie de quitina es por la quimiotaxis, uniéndose a la formación de biopelicula que conduce a la competencia natural de quitina inducida, dirigiendo al ADN para transformarse y evolucionar en nuevos genes adquiridos.
Parte 2 Se puede apreciar dos tipos de quitinosas, una vez unidas a las superficies de quitina, la bacteria forma microcolonias que crecen en biopelículas, al madurar envuelve las dos proteínas y ayuda a formar la matriz que sostiene las células bacterianas. V. cholerae se convierte en un patógeno cuando la secuencia del genoma de esta bacteria y la hibridación genómica experimenta la transferencia genética horizontal, por ejemplo la toxina del cólera reside como profago en el genoma de V.cholerae y se transfiere como cepa via fago transducción, el gen se incrusta codificando la region O-antigeno. Varios mecanismos permiten a la bacteria para obtener el ADN de recursos externos, un ejemplo es que la quitina induce la competencia natural para la transformación genética en V.cholerae, en pocas palabras la bacteria puede tomar el ADN libre del ambiente e incorporarlo en su genoma vía recombinación homologa. Cabe resaltar que la quitina induce la competencia natural también en otras especies. La secuenciación del genoma de V. cholerae y experimentos de hibridación genómica, sugieren que es por transferencia horizontal de genes, como cuando el fago toxina del cólera CTX reside como profago en el genoma del V. cholerae y se transfiere a las nuevas cepas a través de la transducción de fagos. Existen varios mecanismos que les permiten obtener ADN de fuentes externas, una de ella es la quitina, que induce la competencia natural para su transformación genética. La competencia natural, HGT, se refiere al estado fisiológico en el que una bacteria puede tomar ADN libre del ambiente e incorporarlo en su genoma a través de la recombinación homóloga. La investigación reciente se centra en la red de regulación que impulsa la competencia natural y transformación de V. cholerae.. Debido a que la superficie de la quitina puede servir como única fuente de carbono para el V. cholerae, se investigó la relación entre la represión catabólica de carbono y transformación natural inducida por la quitina. De hecho, tanto la colonización de la superficie de la quitina y la inducción de la competencia natural dependen del segundo mensajero adenosina monofosfato cíclico (cAMP) en V. cholerae. Por otra parte, la detección de quórum (QS) también contribuye a la aparición de la transformación natural en V. cholerae. A través de QS, bacterias sintetizan autoinductor (AI) y secretan moléculas de ellos en el medio ambiente para medir y responder a la densidad de población. En pocas palabras, V. cholerae depende de dos circuitos de QS, según Bonnie Bassler .El sistema 1 de cólera autoinductor 1 (CAI-1) sirve como la señal para la comunicación intraespecífica. Sistema 2 se utiliza para la comunicación entre especies, que depende de autoinductor 2 (AI-2), un diéster de borato furanosilo.
Blokesch, (2014) The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers. ASM microbe. Parte 1 Hay un tipo de bacterias que por más de 50 años han causado una pandemia a través de Asia, América latina y Africa, se llaman Vibrio cholerae y viajan a través del agua. Hay ciertas personas que al ser infectadas no desarrollan síntomas severos, pero hay atrás que incluso pueden morir debido a los síntomas. V. Cholerae se encuentra comúnmente en los estuarios, ríos y aguas costera, podemos encontrarlo en so froma libre o asociado con el fitoplancton y el zooplancton. Debido a que los factores como el aumento de temperaturas, fuertes lluvias e inundaciones influyen a un aumento de fitoplancton y zooplancton y con esto el aumento de la bacteria del cólera. Pueden hacer que el cólera resurga. Por otro lado, la gran asociación que tiene V.cholerae con los exoesqueletos de quitina del zooplancton, además de que le sirve como una fuente de nutrición también contribuye a la aparición natural en estas bacterias, lo cual podría significar que las superficies de quitina son puntos que fomentan la evolución de V. Cholerae y otros vibrios. Se pueden entender los mecanismos de porque este microbio aparentemente inocuo se vuelve un patógeno humano debido al estudio de su estilo de vida mediambiental. Y con este conocimiento nos puede ayudar a predecir la aparición del cólera fuera y facilitar los esfuerzos para controlarlos. En la zona del delta han ocurrido varias pandemias que es donde los ríos Ganges y Brahmaputra desembocan en la bahía de Bengala. En esa región se encuentran V. cholerae unido a pequeños crustáceos y a los exoesqueletos. Los exoesqueletos estan hechos de quitina, que viene siendo un homopolímero. Se han dado cuenta recientemente que el vínculo del microbio y de las superficies de quitina es importante para la salud pública. El V. Cholerae forma biopelículas en las superficies de la quitina y se concentran en algunos copépodos. Si alguna persona ingeriera alguno de estos crustáceos le pude causar una enfermedad. También la quitina le ayuda a la bacteria a ser más resistente contra el ácido, aumentando las infecciones en el humano. Por lo tanto beber un vaso de agua contaminada conduce a la enfermedad. Por esto Rita Colwell y sus colaboradores han desarrollado un método de filtración utlizando un paño para elimianr partículas grandes y el zooplancton del agua potable. Así el cólera se ha reducido en Bangladesh. El zooplancton marino produce mcuhas toneladas de quitina al año, dando un gran substrato a V. Cholerae donde se puede unir y formar biopelículas, además de protección externa. V. Cholerae desempaña otro papel fundamental en la quitina remineralizante, previene que gran parte de este material llegue al fondo del océano. Según Saúl Roseman, el reciclaje de quitina por V. Cholerae y otras bacterias ayuda a mantener el ciclo global de carbono y nitrógeno. La invasión de las superficies quitinosas por V. Cholerae es una consecuencia de la detección y quimiotaxis; la formación de la biopelícula, y puede llevar a la competencia natural, dando lugar a la captación de ADN y la transformación inducida de quitina y por útlimo a la evolución si hay nuevos genes que se adquieran. Hay dos clases de quitinasa: exoquitinasas y endoquitinasas. Las bacterias forman microcolonias que se desarrollan en las biopelículas. La maduración de biopelículas involucra componentes proteícos y exopolisacáridos, los cuales ayudan a formar la matriz que mantienen las células bacterianas dentro de estas biopelículas. Según Fitnat Yildiz y sus colaboradores la formación de biopelículas V. Colerae se unen a fragmentos de conchas de cangrejos a través de fibras y filamentos.
Parte 2 Se sugiere que la transferencia horizontal de genes es por donde V. Cholerae adquiere rasgos patogénicos. Hay varios mecanismos que permiten a las bacterias como V. Cholerae obtener ADN de fuentes externas, por ejemplo la quitina induce la competencia natural para la transformación genética en V. Cholerae. Otro modo de HGT, se refiere al estado fisiológico en el que una bacteria puede tomar hasta ADN libre del ambiente e incorporar de que el ADN en su genoma a través de recombinación homóloga. Se sabe, debido a que los grupos O-antígeno de diferentes serogrupos de V. cholerae muestran una GC-contenido que se desvía del resto del cromosoma, es la transformación natural inducida por la quitina, que bien podría ser responsable de la diversidad de V. cholerae serogrupos naturales. Hay una investigación reicente que se sentra en la red de regulació que impusa la competencia natural y transformación de V. Cholerae, se investigó la relación entre la represión catabólica del carbono y su transformación natural inducida por la quititina. La colonización de la superficie de la quitina y al inducción de competencia dependen del monofasfato cyclicadenosine mensajero secundario, mejor conocido como (cAMP). Y el quórum (QS) también ayuda a al transformación natual en V. Cholerae. Esta bacteria depende dos circuitos de QS, el sistema 1 de cólera autoinductor 1 (CAI-1) sirve como la señal para la comunicación intraespecífica. Sistema 2 es usado para la comunicación entre especies, que depende de autoinductor 2 (AI-2). Cuando ambos autoinductores están ausentes, transformación natural es abolida. El saber acerca de V. Cholerae es damasiado importante porque esta bacteria en un tiempo llegó a ser tan mala para el humano, se supone que se controló por un tiempo pero al leer esto nos damos cuenta que la bacteria sigue cambiando y ha vuelto a infectar a muchas personas. Así que es necesario que se sigan las investigaciones para V. Cholerae para saber más aprofundidad de esta bacteria y poder controlarla de una manera eficaz y sin riesgos.
Blokesch, (2014) The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers. ASM microbe. Vibrio cholerae es comúnmente encontrado en ríos y aguas costeras y se asocia que vive en presencia de fitoplancton y zooplancton, acercándose a las costas por fenómenos naturales como el del Niño, que trae fuertes lluvias y las inundaciones pueden aumentar la abundancia de fitoplancton y zooplancton, y, junto con ellos, la bacteria del cólera, las cambiantes condiciones cli-mático bien podría impulsar el resurgimiento del cólera Existe una fuerte asociación entre la quitina del exoesqueleto del zooplankton, el cual le sirve como una fuente de nutrientes pero también contribuye en la competencia natural de la bacteria, podría significar que la superficie de quitina es un hospedero para la transformación que promueve su evolución de V.cholerae y Vibrio., donde se ha encontrado en la coraza de pequeños crustáceos la cual está formada por quitina en la cual forman una biopelicula, y este periódicamente emerge como un patógeno para nuestra salud. Durante la última década se ha estudiado que el vínculo entre V.cholerae y la quitina de los caparazones de los crustáceos es de importancia para la salud publica, si se ingirieran unos cuantos de estos crustáceos puede ser suficient para causarnos enfermedades, sin embargo dentro del estomago la quitina aumenta la resistencia bacteriana al acido, lo que significa que menos bacterias mueran al pasar por el estomago, y por lo tanto aumenta las posibilidades de presentar malestares. También se ha recomendado no beber agua en épocas de tormenta, donde el zooplancton esta presente en el agua y al ingerirlo junto con V. cholerae en un vaso de agua pueda causar una infección. V. cholerae en el ambiente y la cadena de transmisión (basado en el trabajo de Rita Colwell y colaboradores). En ambientes acuáticos, V. cholerae se encuentra como una bacteria de vida libre o en asociación con fito y zooplancton. Cambio de factores como horas de sol, la temperatura del agua, las condiciones climáticas y el comportamiento humano contribuyen a las floraciones de plancton y, en consecuencia, a los números de elevada OFV. cholerae. La transmisión a los seres humanos más probable es que se produce a través de la ingestión de pequeños crustáceos o sus mudas junto con sus pasajeros bacterianas acumuladas. La quitina depende del proceso que V. cholerae sufre. Vibrios marinos, entre ellos. cholerae, son bacterias quitinolíticas que pueden producir y percibir diacetylchitobiose [(GlcNAc) 2] gradientes rodean superficies chitinous. Después de quimiotaxis hacia la superficie de la quitina, las bacterias se adhieren, forman microcolonias, y luego se convierten en biofilms tridimensionales. Bajo los quitina-dependiente, condiciones de alta densidad celular, V. cholerae inicia competencia natural para la transformación genética, un modo de transferencia horizontal de genes, lo que permite a las bacterias para tomar ADN libre del medio ambiente y de incorporar este material en su propio cromosoma mediante recombinación homóloga. Del material ADN transformante lleva un clúster diferente gen antígeno. La transferencia horizontal de genes de V. cholerae se da en medio acuoso y sea visto que a secuencia del genoma de V. cholerae y experimentos de hibridación genómica sugieren transferencia horizontal de genes. Por ejemplo, el fago CTX reside la toxina del cólera como un profago en el genoma de la colera y se transfiere a nuevas cepas a través de la transducción del fago, según Mateo Waldor y John Mekalanos Escuela de Medicina de Harvard en Cambridge, Massachusetts. Además, sus dos islas de patogenicidad, así como las islas de pandemia Vibrio En séptimo lugar, el grupo de genes que codifica la región-antígeno O del lipopolisacárido (LPS), un integrador y elemento conmutativo, y otras regiones de los dos cromosomas tienen características distintivas de las recientes adquisiciones de genes.
The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers. By Melanie Blokesch MICROBE. Volume 9, Number 2 (2014) Vibrio cholerae la cual es encontrada principalmente en ríos, estuarios y costas marinas en su ambiente de depósito, es encontrado no solo en estado libre, sino que también se asocia con fitoplancton y zooplancton. algunos factores de lluvias fuertes y tormentas favorecen la abundancia de fitoplancton y zooplancton, aumentando así también la de Vibrio; pero tiene una asociación (simbiosis) más fuerte con los esqueletos quitinosos del zooplancton, el cual le sirve como fuente de nutrientes y además contribuye a su comienzo de competencia natural, lo que significa que la superficie con quitina es un punto clave para la transformación que fomenta la evolución de Vibrios destacando a V. cholerae. Esta bacteria es comúnmente encontrada unida a pequeños crustáceos y a sus exoesqueletos, que están hechos principalmente de Quitina, y este surge periódicamente como un patógeno humano. Cuando V. cholerae forma biofilms en ciertas superficies quitinosas, esta se concentra alcanzando niveles de 10^4 a 10^6 bacteria en un simple copépodo o crustáceo. La Quitina también aumenta la resistencia al acido, lo que significa que algunas pocas bacterias mueren cuando pasan en el estómago, lo que incrementa las posibilidades de infección. Conocer el ambiente y el tipo de vida que este patógeno lleva y como se desarrolla el cólera en el humano puede ayudar a disminuir los casos de esta enfermedad, se ha introducido un método simple de filtro usando un palo doblado capas de remover partículas de hasta 20µm, incluido el zooplancton del agua potable. El zooplancton marino produce más 1 billón de toneladas de quitina anualmente, algo que me parece impresionante y una cantidad enorme de quitina, dándole a V. cholerae una gran cantidad de substratos al que se puede unir y formar biofilms, protegiéndose de estrés para ellas. El uso de quitina por V. cholerae y otras bacterias ayuda a mantener el ciclo global del carbono y del nitrógeno. Lo que hace esta es producir quitinaza, que es una enzima degradadora de quitina. La colonización de superficies de quitina por V. cholerae es consecuencia de la detección y la quimiotaxia; el acoplamiento y la formación de un biofilm; lo que nos lleva a que la quitina induce competencia natural, conduciendo a la toma de DNA y la transformación; y por ultimo evolución. Hay 2 tipos de quitinazas, la exoquitinaza, la cual libera diacetilquitinobiosa; y la endoquitinasa, que produce multímeros de acetilquitinobiosa. El biofilm formado por V. cholerae unido a la quitina de los fragmentos del caparazón de crustáceos que van variando fibras y filamentos. La secuencia del genoma de V. cholerae y experimentos de hibridación genómica sugieren que tiene estos rasgos patógenos por transferencia horizontal de genes (HGT). La quitina induce la competencia natural por transformación genética en esta bacteria. Esta competencia natural, a modo de HGT, hace referencia al estado fisiológico en el cual una bacteria puede tomar DNA libre del ambiente incorporarlo en su genoma por medio de recombinación homóloga. La quitina también induce competencia natural en otras especies del genero Vibrio, como por ejemplo V. fischeri, V. parahaemolyticus, y V. vulnificus. Usando caparazones de crustáceos muertos, los cuales se limpiaron, se rompieron en piezas pequeñas y se esterilizaron, V. cholerae colonizo estas superficies cuando fueron sumergidas a un medio de agua de mar artificial.
Aunque V. cholerae engloba más de 200 serogrupos diferentes (grupos de bacterias con un antígeno común) especificado por el antígeno O, solo la rama perteneciente al serogrupo O1 es pensada que causa cólera severo. V. cholerae es capaz de transformar el antígeno O1 al antígeno O139, el cual causa una ola o epidemia de cólera. A pesar de que V. cholerae responde uniformemente a los oligómeros de quitina soluble, la inducción de competencia alrededor de la superficie biótica de quitina insoluble es no sincronizada y heterogénea. Ya que la superficie de quitina puede servir como una única fuente de carbono para V. cholerae, se investigó la unión entre la represión catabolita del carbono y la quitina inducida a transformación natural. La detección del Quorum (QS) puede contribuir al comienzo de la transformación de V. cholerae. V. cholerae depende de 2 circuitos de QS. El sistema 1 de autoinductor de cólera 1 (CAI- 1) sirve como la señal para comunicación intra-especies. El sistema 2 es usado para comunicación inter-especies, el cual depende de un autoinductor 2 (AI-2), un furanosil borato diester. Los resultados ilustran como V. cholerae puede aumentar la toma de DNA de especies específicas, es decir, por la unión de expresión de genes requeridas para la transformación de las especies especificas del sistema 1 de QS.
Blokesch, (2014) The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers. ASM microbe.
ReplyDeleteGenetic and environmental factors may place wing appearance of new pathogens, like Vibrio cholera. Currently there have been studies about the lifestyle of this organism, and on what and how? becomes.
During the last decade, researchers found the link between Vibrio cholerae and chitin surfaces, and this is relevant to the human health.
Vibrio cholera is a bacteria that cause cholera, although most infected individuals do not develop severe symptoms, some become violently ill with severe diarrhea, vomiting, and cramps, and the loss of body fluids, if untreated, can lead to shock and death.
This bacteria is primarily encountered in estuaries, rivers, and coastal waters in its environmental reservoir, is found not only in a free-living state but also associated with phytoplankton and zooplankton.
Better understand the mechanisms by which this seemingly harmless microbe becomes a harmful human pathogen is of great importance, because we can help in predicting outbreaks of cholera and facilitate efforts to control them. According to Rita Colwell of the University of Mary land and its partners believe that factors such as rising temperatures, changing weather conditions, the phenomenon of El Niño, and heavy rains and flooding can increase the abundance of phytoplankton and zooplankton, and together with them the cholera bacterium, could well boost the resurgence of cholera.
Furthermore, the strong association of V. cholerae with exoskeletons zooplankton chitin, which serves as a source of nutrition, also contributes to the appearance of natural competence in these bacteria, which could mean that the surfaces are chitin key for transforming them points, meaning that promote the development of V. cholerae and other vibrios.
As V. cholerae biofilms formed on such surfaces of chitin, the bacteria are concentrated, reaching levels up to 104 to 106 bacteria in individual copepods (a dominant member of zooplankton). Ingestion of some of these small crustaceans can be enough to cause disease in humans. Notably, chitin also increases the resistance of the bacterium to the acid, which means that fewer bacteria are killed while passing the stomach, thus increasing the possibilities for infection.
Rita Colwell and her collaborators introduced a simple fıltration method, using folded sari cloth to remove particles larger than 20m,including zooplankton, from drinking water.
Of course V. cholerae not only binds to chitinous exoskeletons and causes disease; it also plays an important role in remineralizing chitin, preventing much of this material from ever reaching the ocean floor eventhough chitin is the most abundant polymerin marine environments. The recycling of chitin by V. cholerae and other bacteria helps to maintain the global carbon and nitrogen cycle.
part 2
ReplyDeleteColonization of chitinous surfaces by V. cholerae is a consequence of sensing and chemotaxis; attachment and biofılm formation; and can lead to chitin induced natural competence, leading to DNA uptake and transformation, and evolution, if new genes are acquired. The bacteria can secrete chitinases that degrade chitin throughout all these steps. There are two classes of chitinases: exochitinases, which release diacetylchitobiose [GlcNAc)2] units from the nonreducing end of the polysaccharide chain, and endochitinases, which produce multimers of GlcNAc by randomly cleaving the glycosidic bonds within the chitin polymer, eventually releasing free oligosaccharides. Once attached to the chitin surface by a type IV pilus (mannose-sensitive hemagglutinin pilus) and the GlcNAc-binding protein GbpA, the bacteria form microcolonies that develop into biofılms. Maturation of biofılms involves both protein components and exopolysaccharides, both of which help to form the matrix that holds bacterial cells within these biofılms
How did V. cholerae gain pathogenic traits in the fırst place? The genome sequence of V. cholerae and genomic hybridization experiments suggest horizontal gene transfers. Several mechanisms enable bacteria such as V. cholera to obtain DNA from external sources.
For example, chitin induces natural competence for genetic transformation in V.cholerae. Natural competence, a mode of HGT, refers to the physiological state in which a bacterium can take up free DNA from the environment and incorporate that DNA into its genome via homologous recombination. Chitin also induces natural competence in other species of the genus Vibrio such as V. fıscheri, V. parahaemolyticus, and V. vulnifıcus.
bien!
DeletePara comenzar, el punto donde se han registrado pandemias de cólera más frecuentes, es en la zona de los ríos Ganges y Brahmaputra en Asia. En esta zona la Vibrio colera, se encontraron en los crustáceos así como en los exoesqueletos (compuestos por un homopolimero llamado quitina) que desechan y de ahí se convierte en un agente patógeno para el humano.
ReplyDeleteDurante la última década, los investigadores se dieron cuenta de que el vínculo entre este microbio y quitina superficial es de relevancia para la salud pública. Como Vibrio Colera forma bio-películas sobre tales superficies de quitina, las bacterias se concentran, alcanzando niveles de hasta 10 millones de bacterias en copépodos individuales (un miembro dominante del zooplancton). La ingestión de algunos de esos pequeños crustáceos puede ser suficiente para causar enfermedad en los seres humanos. Cabe destacar que la quitina también tiene pliegues de resistencia de la bacteria al ácido, lo que significa un menor número de bacterias son asesinados al pasar esto, así como en disminuir las posibilidades de establecer infecciones. Por lo tanto, beber un solo vaso de agua contaminada durante la floración zooplancton en las regiones endémicas de cólera puede conducir a la aparición de la enfermedad. El conocimiento de la forma de vida del medio ambiente de este patógeno y cómo se transmite a los seres humanos pueden ayudar en la disminución de los casos de cólera. Algunos estudios realizados en Bangladesh demuestran que al aplicar un filtro al agua contaminada redujo aproximadamente un 48% los casos que se presentaban de la enfermedad.
El zooplancton marino produce más de 10 toneladas de quitina al año, proporcionando una gran cantidad de sustrato sobre el que Vibrio colera puede unir y formar bio-películas, protegiéndolos contra las tensiones externas. Vibrio colera no sólo se une a los exoesqueletos de quitina; también desempeña un papel importante en la remineralización de la quitina, impidiendo mucho de este material siempre de alcanzar el fondo del océano a pesar de que la quitina es el polímero más abundante en ambientes marinos iguales a la celulosa en la tierra. El reciclaje de quitina por Vibrio colera y otras bacterias ayuda a mantener el ciclo del carbono y el nitrógeno global, el investigador Saúl Roseman, quien fue pionero en la investigación sobre la degradación de la quitina por las Vibrios.
La colonización de las superficies quitinosas por Vibrio colera es una consecuencia de la detección y la quimio taxis; la formación de apego y de bio-películas, y puede conducir a la quitina a una competencia natural por ella, dando lugar a la captación de ADN y la transformación; y en la evolución, si se adquieren nuevos genes. Las bacterias pueden secretar las quitinasas que degradan la quitina a lo largo de todos estos pasos. Hay dos clases de quitinasas: exochitinase, que liberan unidades di-acetil quito biosa desde el extremo no reductor de la cadena de polisacárido, y endo-quitinasa, que producen multímeros de quitinasas mediante la escisión al azar los enlaces glucosídicos dentro del polímero de quitina, con el tiempo la liberación de oligosacáridos libres.
ReplyDelete¿Cómo es que Vibrio colera puede ganar rasgos patogénicos en lugar desconocido por primera vez? La secuencia del genoma de Vibrio colera y experimentos de hibridación genómica sugieren transferencia horizontal de genes. Por ejemplo, el fago toxina del cólera CTX reside como un pro-fago en el genoma Vibrio colera y se transfiere a las nuevas cepas a través de la transducción de fagos, según Mateo Waldor y John Mekalanos.
Además de sus dos islas de patogenocidad, así como islas pandémicas los Vibrios, la agrupación de genes que codifica la región del antígeno O del lipopolisacárido, un integrador y el elemento conjugativo, y otras regiones de los dos cromosomas llevan marcas del paso de un gen reciente así como los mecanismos de acervo. Todo esto permite a las bacterias tales como Vibrio colera obtener ADN de fuentes externas. Por ejemplo, la quitina induce competencia natural para la transformación genética en Vibrio colera, de acuerdo con el trabajo realizado por Gary Schoolnik y sus colaboradores, uno de ellos el autor de este artículo. Competencia natural, un modo de HGT, se refiere al estado fisiológico en el que una bacteria puede tomar hasta DNA libre del ambiente, incorporar a que el ADN en su genoma a través de recombinación homóloga. La quitina también induce competencia natural en otras especies del género Vibriosuch como V. fıscheri, V. parahaemolyticus y V. vulnificus.
Parte1
ReplyDeleteAlumno: Marcos Rubén Hernández Islas
El estilo de vida de Vibrio cholerae.
Transferencia de genes adoptivos
Creciendo en superficies quitinosas se le ayuda a estas bacterias a iniciar la transferencia horizontal de genes y, tal vez, intercambiar rasgos patogénicos.
Por Melanie Blokesch
El estilo de vida de la bacteria causante del cólera, Vibrio cholerae, una pandemia durante los últimos 50 a través de diferentes continentes, es encontrada principalmente en estuarios, ríos, y aguas costeras como su reservorio natural. Esta no solo se encuentra en su estado de vida libre, también se asocia con el fitoplancton y el zooplancton. Muchos factores favorecen a que pueda resurgir el cólera, en especial las condiciones climáticas, como altas temperaturas, el fenómeno del niño, las fuertes lluvias e inundaciones que aumentan la abundancia de fitoplancton y zooplancton que tendría efectos sobre la bacteria del cólera. V. cholerae tiene una fuerte asociación con el exosqueleto de quitina del zooplancton que le sirve como fuente de nutrición, además de que produce competencia bacteriana, las superficies de quitina podrían fomentar la evolución de Vibrio ya que son puntos calientes para su transformación.
En el medio ambiente se han encontrado epicentros de pandemias pasadas de cólera, en la zona delta donde ríos como el Ganges y Brahmaputra desembocan en la bahía de bengala. V. cholerae emerge como patógeno humano, este se encuentra regularmente unido a pequeños crustáceos y sus exoesqueletos, tales están hechos principalmente de quitina. Investigadores se han dado cuenta del vínculo del microbio con las superficies de quitina, en donde V. cholerae forma biofilms, concentrándose y alcanzando niveles altos en copépodos individuales (miembros dominantes del zooplancton). La ingestión de alguno de estos pequeños crustáceos es suficiente para causar la enfermedad en los seres humanos. La quitina además aumenta la resistencia al acido en esta bacteria, lo que implica que ya ingerido el número de bacterias muertas en el estómago será menor, posibilitando la infección. Sin embargo hay mecanismos para disminuir los casos de cólera, como la introducción de un método simple de filtración, para eliminar partículas menores a 20 micras, lo que incluye al zooplancton del agua potable. Esto ha reducido considerablemente los casos en aldeas de Bangladesh.
El zooplancton produce toneladas de quitina al año, proporcionándole a V. cholerae un enorme sustrato donde pueda unirse y formar biopeliculas, protegiéndose contra las tensiones externas. V. cholerae desempeña un papel importante en la remineralización de la quitina, impidiendo que mucho del material alcance el fondo del mar El reciclaje de quitina por V. cholerae y otras bacterias ayuda a mantener el ciclo del carbono y el nitrógeno global. La colonización de las superficies quitinosas por V. cholerae es una consecuencia de la detección y la quimiotaxis, la formación de apego y la biopelícula, esto puede llevar a la competencia natural, dando lugar a la captación de ADN y la transformación inducida quitina; y la evolución, si los nuevos genes se adquieren. Las bacterias pueden secretar las quitinasas que degradan la quitina.
¿Pero como es que V. cholerae gana rasgos patogénicos? L secuenciación del genoma de V. cholerae y experimentos de hibridación genómica, sugieren que es por transferencia horizontal de genes, como cuando el fago toxina del cólera CTXφ reside como profago en el genoma del V. cholerae y se transfiere a las nuevas cepas a través de la transducción de fagos. Existen varios mecanismos que les permiten obtener ADN de fuentes externas, una de ella es la quitina, que induce la competencia natural para su transformación genética. La competencia natural, HGT, se refiere al estado fisiológico en el que una bacteria puede tomar ADN libre del ambiente e incorporarlo en su genoma a través de la recombinación homóloga.
1...
DeleteParte 2
ReplyDeleteV. cholerae abarca más de 200 serogrupos diferentes, especificados por la región O antígeno de los LPS, antes se pensaba que las cepas pertenecientes al serogrupo O1 causaban el cólera grave, pero en la década de 1990 una V. cholerae se convirtió del serogrupo O1 l nuevo O139 Bengala que causo brotes en la India y Bangladesh, esto genero temor de que posiblemente pudiera propagarse causando una octava pandemia. Ahora bajo condiciones de laboratorio, se ha probado como O1 puede adquirir la agrupación de genes O139 por transformación natural inducida. Esto nos habla de que la variante O139 Bengala de V. cholerae y otros vibrios, es resultado de que los factores ecológicos y genéticos pueden dar lugar a la aparición de nuevos microbios patógenos. Estas investigaciones se centran en la rede de regulación que impulsa la competencia natural y la transformación de V. cholerae
La superficie de quitina puede servir como única fuente de carbono para V. cholerae, se investigó la relación entre la represión catabólica de carbono y transformación natural inducida de quitina, la detección de quórum (QS) también contribuye a la aparición de la transformación natural en V. cholerae. A traves de QS, las bacterias sintetizan autoinductor (AI) y secretan moléculas de ellos en el medio ambiente para medir y responder a la densidad de población. V. cholerae depende de dos circuitos QS, el sistema 1 de cólera autoinductor 1 (CAI-1) sirve como la señal para la comunicación intraespecífica, el sistema 2 se utiliza para la comunicación entre especies, que depende de autoinductor 2 (AI-2), un diéster de borato furanosil. QS regula solo un subconjunto de los genes de competencia y esta se produce a través de Transcripción que une a la quitina-inducción y QS. QS media en un interruptor de la degradación del ADN alrededor de las células de V. cholerae hacia la captación de ADN mediada por la competencia. La transformación natural inducida por la quitina depende de la señal específica de la especie, CAI-1, mientras que las interespecies autoinductoras AI-2 juegan un papel insignificante. Tales resultados muestran como V. cholarea puede mejorar la absorción de ADN específico de la especie, mediante el acoplamiento de la expresión de genes necesarios para la transformación natural de especies específicas QS al sistema 1.
El conocimiento en la forma de vida del medio ambiente de este patógeno y como se transmite al ser humano puede ayudar a disminuir en los casos de cólera. Si aprendemos más sobre su estilo de vida medio-ambiental podemos entender mejor los mecanismos por los que un microbio inocuo se convierte en un patógeno humano prejudicial, así podremos predecir la aparición de brotes de cólera y así poder controlarlos.
bien pero largo!!
DeleteVibrio cólera es una bacteria dañina para el ser humano ya que es la causante del cólera. Aunque algunas personas no presentan síntomas graves otras pueden incluso morir. El nicho de Vibrio cholerae es principalmente en estuarios, ríos y aguas costeras. Puede encontrarse en estado libreo asociado al fitoplancton y zooplancton. Fenómenos como el niño aumentan la población de fitoplancton y zooplancton lo que a su vez aumenta la abundancia de Vibrio cholerae. Vibrio presenta una fuerte asociación con la quitina localizada en el exoesqueleto de zooplancton la cuan le sirve como fuente de nutrición y fomenta la competencia entre estas bacterias lo que podría fomentar su evolución. ¿Cómo es que este ser inocuo llega a ser tan perjudicial para nosotros?
ReplyDeleteLos investigadores de esta bacteria se dieron cuenta que era de gran importancia la relación entre la quitina y la bacteria ya que ésta forma biofilms por lo que si se ingieren crustáceos que contienen estos biofilms es suficiente para causar cólera. Lo que ayuda a estas bacterias a sobrevivir al pH ácido del estómago es la resistencia que generan gracias a la quitina. Conocer su forma de vida en el medio ambiente y la forma en que se transmite al ser humano puede ser demasiado útil para buscar maneras de disminuir los casos de cólera.
El conocimiento de la forma de vida del medio ambiente de este patógeno y cómo se transmite a los seres humanos pueden ayudar en la disminución de los casos de cólera. V. cholerae no sólo se une a exoesqueletos quitinosos sino que también desempeña un papel importante en remineralizante quitina. El reciclaje de quitina por V. cholerae y otras bacterias ayuda al ciclo del carbono y el nitrógeno global, según Saúl Roseman, pionero en la investigación sobre la degradación de la quitina por el Vibrionaceae. Una vez unido a la superficie quitina, las bacterias desarrollan biopelículas, según Ronald Taylor y sus colegas de la universidad de Dartmouth en Hanover, NH. La maduración de biofilms involucra componentes proteicos y exopolisacáridos, los cuales ayudan a formar la matriz que mantiene las células bacterianas dentro de estas biopelículas, según Fitnat Yildiz en la Universidad de California, Santa Cruz, y Paula Watnick en el Hospital de Niños de Boston, y sus colaboradores.
¿Cómo es que Vibrio cholerae se vuelve patógena? Según experimentos de hibridación genómica realizados sugieren que se debe a la transferencia horizontal de genes. Varios mecanismos permiten que estas bacterias obtengan DNA externo, por ejemplo la quitina que induce la competencia natural para la transformación genética en V. cholerae de acuerdo con el trabajo realizado por Gary Schoolnik y colaboradores. La quitina también induce la competencia natural en otras especies del género Vibrio, tales como V. fischeri, V. parahaemolyticus y V. vulnificus por lo que esto podría contribuir a su patogenicidad.
ReplyDeleteEn un experimento se utilizaron fragmentos de conchas de cangrejo las cuales se sumergieron en agua de mar artificial dentro de placas. Se observó que V. cholerae creció fácilmente en éstas. Para observar la adhesión de las bacterias a la quitina se utilizaron perlas de quitina susceptibles a la microscopía de luz.
V. cholerae depende de dos circuitos de quórum bacteriano, según Bonnie Bassler en la Universidad de Princeton y sus colaboradores. El sistema 1 de cólera sirve como la señal para la comunicación intraespecífica. El sistema 2 se utiliza para la comunicación entre especies.
¿Cómo es que estas señalizaciones fomentan la competencia natural y por ende la transformación? El quórum bacteriano de V. cholerae regula solo un minúsculo subconjunto de genes de competencia. El quórum bacteriano actúa básicamente como un mediador en un interruptor de la degradación de ADN en torno V. cholerae por la competencia. Todo esto muestra cómo es que V. cholerae puede mejorar su absorción de DNA mediante el acoplamiento de la expresión de genes necesarios para llevar a cabo la transformación natural. Para dar seguimiento a esta propuesta, los científicos están estudiando aspectos mecánicos del proceso de absorción del DNA en V. cholerae.
muy bien
Delete18. Blokesch, (2014) The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers. ASM microbe.
ReplyDeleteÚltimamente se ha observado un alto incremento de pandemias por V. cholerae, en diferentes regiones que se encuentran cerca de ríos, aguas costeras, igualmente se relaciona con el fitoplancton y zooplancton, ya que las inundaciones, las temperaturas y fenómenos climáticos generan el crecimiento de fitoplancton y zooplancton trayendo consigo las bacterias V. cholerae. investigaciones recientes afirman que estas bacterias son un patógeno muy dañino para el hombre, y su eficiente transferencia de genes hacen de él un organismo hábil en la transformación genética , con el tiempo, sus mecanismos de adaptación han logrado sobrevivir a diferentes ambientes, Su principal influencia en su crecimiento es la formación de biopeliculas en las superficies quitinosas, lo que permite que la bacterias inicie una transferencia genética eficaz, generando un rasgo patógeno en el Vibrio. ¿Por qué recientemente es un problema de salud?. Investigadores observan la existencia de una relación entre este microbio y un homopilomero de cadenas ramificadas llamado quitina, asociados a pequeños crustáceos y sus exoesqueletos emergiendo como un patógeno. El consumo de esos pequeños crustáceos es la principal causa del cólera.
Es de gran importancia conocer el medio ambiente donde se desarrolla, para lograr controlarlo y prevenir más casos de infección. La V. cholerae asociado con la quitina de la superficie, une y forma biopeliculas sobre la superficie, en especial estas no viajan al fondo del océano marino, se mantienen en la superficie, donde pueden obtener mayor energía . Hay dos clases de quitinasas: exochitinases, que liberan [GlcNAc) 2] y endochitinases que producen multipolimeros implicando formar enlaces glosidicos dentro del polímero de la quitina con el tiempo se logran la liberación de oligosacaridos. Después la quitina se encuentra en la superficie mediante un pilus implicado a unirse con las bacterias, formando microcolonias que se desarrollan en biopeliculas.
Parte 2.
ReplyDeleteEl control de estas bacterias es difícil, porque llevan a cabo una eficiente transferencia horizontal de genes y colonizan rápidamente el medio, un ejemplo claro seria la toxina del cólera que reside como un simple profago en el genoma del Vibrio que trasfiere información importante. Vibrio contiene un mecanismo útil y práctico para obtener DNA, la quitina nuevamente hace su función llamada competencia natural, un mecanismo para tomar DNA libre del ambiente e incorporarlo a su genoma mediante la recombinación. Estudios en el laboratorio identifican varias cepas de la bacteria para analizar su estructura y sus antígenos, se hallo que Vibrio abarca muchos grupos antígeno, y alguno que otro es más grave que el presente antígeno O1. Para probar si Vibrio con el antígeno O1 puede tener genes del antígeno O139, se realizo un biofilm en la concha de cangrejos añadiendo el genoma de la cepa O139, los resultados fueron idénticos al receptor del antígeno O1 pero diferentes con O139, esta variante puede explicar un hecho genético importante para la ecología, ya que pueden dar lugar a la aparición de nuevos microbios patógenos, la quitina tiene en especial influencia, ya que podría ser responsable de la diversidad de los recursos naturales de los serogrupos, De cualquier forma, estas variaciones se presentan todo el tiempo, por esa razón debemos estar al pendiente en su desarrollo.
La regulación de la quitina en la superficie y la competencia natural, es un mecanismo que depende de un principal mensajero adenosina monofosfato cíclico ( cAMP) en condiciones insolubles donde la quitina no es sincronizadas y heterogénea. También se menciona la interacciones de qurom, que juega un papel en la transformación natural en V. cholerae, conformando por dos sistemas de comunicación (CAI-1) y (AI-2) que tienen las bacterias, para fomentar la competencia natural y transformación. QS regula una pequeña parte de los genes de competencia producida por la transcripción, la transformación natural de la quitina depende de las de especies especificas (CAI-1) mientras que la otra auto inductora es de menos importancia, la mayoría de los estudios, expresan directamente la mejora del DNA y su absorción especifica mediante el acoplamiento de la expresión de genes necesarios para la transformación natural al sistema QS.
ReplyDeleteAndrea Daniela Vargas Prado
V.cholerae se encuentra principalmente en ríos y aguas costeras y puede encontrarse libre o también puede estar asociada con fitoplancton y zooplancton. Condiciones climáticas pueden ser causantes del aumento de cólera, también por medio de inundaciones, fuertes lluvias, ya que en este clima, el aumento del fitoplancton y zooplancton es de gran cantidad al igual que el cólera que se encuentra contenido.
Los exoesqueletos de quitina de zooplancton sirven como fuente de nutrición de V. cholarae y además es contribuyente a la competencia natural entre estas bacterias, esto podría suceder debido a que estas superficies de quitina son puntos importantes para la transformación que produzca la evolución de V.cholerae además de otros vibrios. Al conocer el medio ambiente de estos organismos podemos tener una idea de cómo poder controlarlos, ya que su presencia en el cuerpo humano es perjudicial. El V.cholerae puede encontrarse en exoesqueletos de crustáceos y estos exoesqueletos están hechos por quitina que es un homopolimero de cadenas ramificadas de ligado- ß-1,4 N-acetil-D-glucosamina (GlcNAc), esto es importante ya que V.cholerae forma biopeliculas sobre la superficie de la quitina, lo cual permite que las bacterias se concentren y alcancen un alto nivel de bacterias principalmete en zooplancton. Sin embargo, estos organismos son importantes, ya que son degradantes de quitina y estas bacterias (y otras) ayudan a mantener el ciclo del carbono y nitrógeno global. Esto sucede debido a que las bacterias pueden secretar dos tipos de quitinasas que degradan quitina, exochitinasas y endochitinasas. Cuando la superficie quitina se une con un pilar de tipo IV y la proteína GlcNAc, son formadas colonias de bacterias en biopeliculas.
Por otra parte, se realizaro la secuencia del genoma de V.cholerae que sugieren que hacen transferencia horizontal de genes. Y tras experimentos descubrieron que varios mecanismos permiten a las bacterias obtener ADN de fuentes externas, por ejemplo la V. cholerae. Cuando V.cholerae puede tomar ADN libre del ambiente e incorporarlo a su ADN a través de recombinación homóloga se le llama, competencia natural y en V.cholerae es inducida por la quitina.
Se realizó un experimento para poder probar si la V.cholerae 01 podía obtener la agrupación de genes de V.cholerae 0139 ya que se creía que solo la V.Cholerae 01 podía ser la generadora de cólera grave, sin embargo, tiempo después se encontró la V. Cholerae 0139 de igual forma generadora. Nos prueba que las condiciones de ambiente y genéticos influye a la formación de patógenos que pueden ser muy dañinos para la salud, ya que se comprobó que a través de la transformación natural inducida V.cholerae 01 puede adquirir la agrupación de los genes de V.cholerae 0139.
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DeletePrincipalmente se investiga la regulación de la competencia natural y la transformación de V. cholerae, donde la superficie de la quitina sirve como única fuete de carbono para V. cholerae en donde hay una relación entre la represión catabólica de carbono y transformación natural inducina quitina. La competencia natural y la colonización en la superficie de la quitina, depende del segundo mensajero adenosina monofofato cíclico en V. chalerae. También se detecta que QS contribuye a la aparición de transformación natural en estas bacterias, ya que QS sirve para que las bacterias a través de él sinteticen autoinductor y miden la densidad de población al secretar moléculas. Hay dos circuitos de QS. 1. Autoinductor, que sirve como señal para la comunicación intraespecífica. 2. Es utilizada para la comunicación entre especies. Qs es regulador de un subconjunto de genes de competencia, es decir, mide en un interruptor la degradación de ADN en torno a V. cholerae medidas por la competencia. La transformación natural que se induce por la quitina depende de señales específicas CAI-1 y los interespecies autoindicadora AI-2 son insignificantes, Por tanto V. cholerae puede mejor la absorción de ADN beneficiando la transformación natural debido a los genes.
ReplyDeletePara poder desarrollarnos adecuadamente debemos saber el medio con que interactuamos, en este caso, es necesario saber sobre este patógeno para obtener medidas adecuadas y así poder evitar está enfermedad, además de que al conocer ciertas características de las células, el riesgo de que un población disminuya por causa de muertes provocadas por este patógeno es menor, debido a que se toman medidas que podrían ayudar en el desarrollo de la población.
La bacteria Vibrio cholerae se transmite por el agua y causa cólera Transmitidos por el agua, ha provocado pandemias y los enfermos llegan a desarrollar diarreas severas, vómitos, calambres y la perdida de fluidos corporales e incluso la muerte. El V. cholerae no solo se encuentra en estado de vida libre ya que también se asociada al fitoplancton y zooplancton. Factores como el aumento de temperatura y fenómenos pueden incrementar la abundancia de fitoplancton y zooplancton y con ellos también a la bacteria del cólera. También el v, cholerae se asocia a la los exoesqueletos de Quitina de varios organismos los cuales le sirven como una fuente de nutrientes, ya que la superficie de quitina son sitios calientes para la transformación y evolución de V. cholerae. Las pandemias pasadas se desarrollaron en los Rios Ganges y Brahmaputra, en estas zonas el V. cholerae se encontraba en crustáceos pequeños y en exoesqueletos mudados y posteriormente emergieron como patógenos humanos, el V. cholerae forma biofilms en las superficies de quitina y aumenta rápidamente su población, el ingerir estos crustáceos provocaría la enfermedad. Un dato curioso es que la Quitina logra aumentar la resistencia de las bacterias al acido lo cual indica que las bacterias no mueren al pasar al estómago lo cual aumenta el riesgo de infección. El zooplancton marino produce toneladas de quitina anualmente, proveyendo de enormes sustratos para el V. cholerae para formar biofilms. El reciclado de Quitina por V. cholerae mantiene el ciclo del carbono y nitrógeno en el océano. Competencias naturales pueden ser inducidas por la quitina, debido a la colonización de la superficie y esto puede llegar a transformar el DNA y dando lugar a la evolución si nuevos genes son adquiridos. La bacteria secreta Quitinasas de la cuales hay dos tipos la exoquitinasa que realiza unidades de diacetilquitobiosa ((GlcNAc)2) del final no reducido de la cadena de polisacáridos, y las endoqutinasas que producen multímetros de GlcNAc por azar adhiriéndose a membranas glicosidicas sin el polímero de quitina, eventualmente liberando oligosacáridos. La bacteria forma microcolonias que se desarrollan dentro de biofilms, lo cual involucra ambos componentes proteínicos y exopolisacáridos los cuales forman la matriz que mantiene a las bacterias dentro de los biofilms, estos V. cholerae atacan a fragmentos quitinosos del caparazón de cangrejos por medio de fibras y filamentos. La secuencia del genoma de v. cholerae y experimentos de hibridación genómica sugieren la transferencia de genes horizontales. Varios mecanismos permiten a las bacterias tales como V. cholerae obtener DNA de fuentes externas. Un ejemplo seria la Quitina ya que indujo la competencia natural para transformación genética en V. cholerae, un modelo de HGT que es el estado fisiológico en el que una bacteria puede tomar DNA libre del ambiente e incorporarlo a su DNA dentro de su genoma vía recombinación homóloga. En un experimento se usaron conchas de cangrejos Dungeness los cuales fueron esterilizamos y el V. cholerae fácilmente colonizó tales superficies cuando ellos se sumergieron en un medio de agua oceánica artificial dentro de 12 placas, también se usaron hojuelas de quitina dentro de tubos para disminuir el riesgo de contaminación cruzada.
ReplyDeleteEn el año 1990 un V. cholerae que se convirtió del serogrupo El Tor O1 al nuevo O139 Bengal causo brotes de cholera y una nueva pandemia. Para demostrar si el V. cholerae adquirió el gen O139 por trasformación natural inducida por quitina se propago un V. cholerae O1 El Tor O1 el cual se deformo como un biofilm en fragmentos de caparazones de cangrejos y estos agregaron DNA genómico de la cepa Bengal O139 como materia transformista. El resultado de las trasformaciones de fagos resistentes fueron genotípicamente idénticos a el recipiente O1 excepto por la agrupación de genes del serogrupo O139 adquirido y la perdida dela agrupación del gen especifico O1. Factores genéticos y ecológicos pueden llevar a la emergencia de nuevos microbios patógenos.
Aunque células de v. cholerae responden uniformemente a oligomeros de quitina solubles, la inducción de la competencia alrededor de superficies bióticas de quitina insolubles no está sincronizada y heterogénea, porque la superficie de quitina sirve como una fuente única de carbono para V. cholerae.
DeleteCiertamente, ambas colonizaciones de la superficie de quitina e inducción de competencia natural dependen del monosfosfato de adenosina cíclico mensajero secundario (cAMP) en v. cholerae. Sin embargo la detección de quorum (QS) también ayuda al comienzo de transformación natural en v. cholerae. El v. cholerae depende de dos circuitos de QS. El sistema 1 de cholera autoinducido 1 (CAI-1) sirve como las señales para comunicación entre especies y el sistema 2 es usado para la comunicación interesencias. El QS regula solo un subconjunto pequeño de genes de competencia y que esta regulación ocurre vía factor de transcripción que une la inducción de quitina y QS. El QS es un interruptor de la degradación del DNA alrededor de las células de V. cholerae hacia la captación de la competencia mediada de DNA. Y la transformación natural de quitina inducida depende de las señales específicas. Cuando ambos inducidores están ausentes, la transformación natural es abolida.
Alumno: Rios Ruiz Alexis Itamar
Materia: Biología de Procariontes
Grupo: 5286
Artículo: Blokesh M. The Lifestyle Of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers
muy bien
DeleteGarcía Aguirre Samuel Maximiliano
ReplyDeleteThe Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers
Blokesch, (2014) ASM microbe.
V. cholerae, se trata de un ente baceteriano que se halla primariamente en embocaduras, ríos y aguas costeras en el medio ambiente, se encuentra no sólo en un estado de vida libre, sino que también está asociado a su vez con el fitoplancton y el zooplancton. V. cholerae es la bacteria transmisora del cólera en el agua; y aunque la mayor parte las personas infectadas no desarrollan síntomas severos, algunos llegan a estar fuertemente enfermas con diarrea severa, vómitos, calambres y la pérdida de fluidos corporales, si no se trata, puede llegar a causar un shock o incluso la muerte. Debido a factores como el aumento de temperaturas, el fenómeno de El Niño, fuertes lluvias e inundaciones, puede llegar a aumentar la abundancia de fitoplancton y zooplancton, y, junto con ellos, la bacteria del cólera, estas condiciones bien podrían impulsar el resurgimiento del cólera. El aprender más acerca del medio ambiente y estilo de vida de V. cholerae, nos induce a entender los mecanismos por los que éste microbio se convierte en un patógeno humano perjudicial de gran importancia. A su vez, nos puede ayudar a predecir la aparición de brotes de cólera y así facilitar los esfuerzos para controlarlos.
En regiones como los ríos Ganges y Brahmaputra, V. cholerae se encuentra a menudo unido a los pequeños crustáceos y a sus exoesqueletos mudados, estos están hechos principalmente de quitina (GlcNAc). El vínculo entre este microbio y la quitina puede ser dañino para la salud humana, pues los expertos afirman que la ingestión de estos crustáceos o beber un poco de agua contaminada durante una proliferación de zooplancton, puede ser suficiente para causar enfermedades en un ser humano, tales como el cólera. El conocimiento de cómos se trasmite esta bacteria puede ayudar a disminuir los casos de esta grave enfermedad.
El Zooplancton marino produce más de 1.011 toneladas al año de quitina, proporcionando un enorme sustrato en el que V. cholerae se puede adjuntar y formar biofilms. El reciclaje de quitina por V. cholerae y otras bacterias ayuda a mantener el ciclo del carbono mundial y el ciclo de nitrógeno. Una vez unida a la superficie de un tipo quitina Pilus IV y la proteína de unión GlcNAc-GBPA, las bacterias forman microcolonias que se desarrollan en biofilms. Según Fitnat
Yildiz y Paula Watnick, estas formaciónes de biofilms V cholerae se unen a fragmentos de conchas de cangrejo chitinous a través de fibras y filamentos variados. Una pregunta interesante sería ¿Cómo es que V. cholerae ganar rasgos patogénicos? La secuencia del genoma de V. cholerae y experimentos de hibridación genómica sugieren un transferencia horizontal de genes. La agrupación de genes que codifica la región -O antígeno del lipopolisacárido (LPS), un integrador y un elemento conjugativo, además de otras regiones cromosomáticas tienen señas de identidad de genes recientemente adquiridas.
Segunda parte
DeleteSe sabe que la quitina induce competencia natural para la transformación genética en V. cholerae, aunque también induce una ardua competencia natural entre otras especies del género Vibrio , tales como V. fischeri , V. parahaemolyticus y V. vulnificus.
Para estudiar mejor los grupos bacterianos en las conchas de los crustáceos se ha procedido a utilizar perlas de quitina, que son susceptibles a la luz de la microscopía; sin embargo, la insolubilidad del polímero complica los esfuerzos para estudiar cómo los asociados V. cholerae se unen con estas conchas. Se sabe también que aunque V. cholerae abarca más de 200 serogrupos diferentes especificados por el antígeno O región de los LPS, sólo cepas pertenecientes a
el serogrupo O1 se cree, causan graves casos de cólera. Pruebas inmunológicas y métodos basados en microscopía de electrones mostraron que los convertientes serogrupo son capaces de producir el nuevo O-antígeno. En general, es posible que diversos factores genéticos y ecológicos puedan dar lugar a la aparición de nuevos microbios patogénicos para el hombre. La transformación natural inducida por la quitina bien podría ser responsable de la diversidad de los serogrupos naturales de V. cholerae, herramientas de diagnóstico deberían tomar este escenario en cuenta.
Debido a que la superficie de la quitina puede servir como única fuente de carbono para V. cholerae, se investigó la relación entre el carbono natural de represión catabólica e inducción de la quitina. Por otra parte, la detección de quórum (QS) también contribuye al inicio de la transformación natural en
V. cholerae; QS es un medio para pasar de la degradación del ADN alrededor de V. cholerae células hacia la competencia de absorción de ADN. La transformación natural inducida por la quitina depende de la señal específica de la especie,
CAI- 1, mientras que el autoinductor inter-especies AI- 2 juega un papel insignificante. Es importante destacar que cuando ambos autoinductores están ausentes, la transformación natural es suprimida. Este vínculo podría ser útil en la reparación de genes dañados. Para dar seguimiento a esta suposición se deben estudiar también los aspectos mecanicistas del proceso de la captación de ADN en V. cholerae. Creo que es un avance realmente significante si tratamos un contexto actual, el estudio de diversa enfermedades potencialmente patógenas para el ser humano podría ser de gran ayuda para el futuro; ahora se está llevando a cabo un estudio de alta minuciosidad acerca de V. cholerae, sin dudas se trata de una nota de suma importancia para el mundo de la ciencia e investigación.
muy bien
DeleteThe Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers
ReplyDeleteBlokesch, (2014) ASM microbe.
Como sabemos la bacteria Vibrio cholerae, causa la enfermedad del cólera y al no ser tratada a tiempo puede conducir a la muerte.
V. cholerae se encuentra principalmente en estuarios, ríos y en aguas costeras, no solo se encuentra en vida libre sino que estas asociadas con fitoplancton y zooplancton.
Factores como el cambio en las condiciones del ambiente puede propiciar que la bacteria re emerja, es por eso que es importante el equilibrio ambiental ya que las altas temperaturas aumentan el nivel del fitoplancton y el zooplancton y con esto el de las bacterias, que están asociadas a estas por la quitinosa del exoesqueleto de estos que le sirve como fuente de nutrición. Sin embargo esto implica que ocurra una competencia natural en esta bacteria y las superficies de quitina sirvan como puntos de transformación que fomenten la evolución de V.cholerae y otros vibrios.
Se explicara cómo esta bacteria pasa de un inocente microbio a un perjudicial patógeno para el ser humano.
El epicentro de las pandemias pasadas de cólera fueron principalmente en los ríos Ganges y Brahmaputra, en donde V.cholerae es encontrada unida a crustáceos y en los exoesqueletos mudados por lo cual surge como patógeno para el ser humano. Ya que como mencionamos antes los exoesqueletos están hechos principalmente de quitina.
La unión entre el microbio y la quitina, es porque V. cholerae forman películas en las superficies de quitina, teniendo un crecimiento notable, al ingerir estos crustáceos pueden causar esta enfermedad. La quitina también hace que la bacteria incremente la resistencia al ácido, es por eso que no muere al pasar por el estómago.
V. cholerae también juega un papel importante remineralizando la quitina, previniendo mucho de este material para alcanzar el piso oceánico incluso cuando la quitina es el más abundante polímero en ambientes marinos, el reciclaje de esto por la bacteria ayuda a mantener el ciclo del carbono y nitrógeno.
La razón de la colonización en la superficie de quitina es por la quimiotaxis, uniéndose a la formación de biopelicula que conduce a la competencia natural de quitina inducida, dirigiendo al ADN para transformarse y evolucionar en nuevos genes adquiridos.
Existen dos tipos de quitinosas, una vez unidas a las superficies de quitina, la bacteria forma microcolonias que crecen en biopelículas, al madurar envuelve las dos proteínas y ayuda a formar la matriz que sostiene las células bacterianas.
V. cholerae se convierte en un patógeno cuando la secuencia del genoma de esta bacteria y la hibridación genómica experimenta la transferencia genética horizontal, por ejemplo la toxina del cólera reside como profago en el genoma de V.cholerae y se transfiere como cepa via fago transducción, el gen se incrusta codificando la region O-antigeno.
Varios mecanismos permiten a la bacteria para obtener el ADN de recursos externos, un ejemplo es que la quitina induce la competencia natural para la transformación genética en V.cholerae, en pocas palabras la bacteria puede tomar el ADN libre del ambiente e incorporarlo en su genoma vía recombinación homologa. Cabe resaltar que la quitina induce la competencia natural también en otras especies.
Parte 2
DeleteLos experimentos en laboratorio para comprobar si V.cholerae O1 puede adquirir el O139 gen incrustado por inducción natural de quitina, se propago a V.cholerae O1 “El Tor” cepa como biopelicula en fragmentos de caparazón de cangrejo y después se agrego el genoma ADN del O139 Bengal cepa como transformador de material, como resultado final el serogrup produce el nuevo O-antigeno. Esto muestra como los factores genéticos y ecológicos pueden guiar a la creación de nuevos patógenos microbianos, ya que los O-antigenos racimos de diferentes serogroups de V.cholerae visualiza un GC- contenido que se desvía de el resto del cromosoma, por lo tanto la transformación de la inducción natural de quitina puede ser la responsable de la diversidad de V.cholerae.
La quitina sirve como recurso de carbono a la bacteria, la unión de la qutina y la bacteria depende de la cAMP, QS contribuye a la transformación natural
La bacteria sintetiza autoinductores AI y los secreta al ambiente como respuesta a la densidad poblacional. El sistema 1 sirve como señal para la comunicación de las intraespecies, el sistema 2 es usado por las intraespecies que depende de un autoinductor.
QS regula solo una pequeña parte de la competencia de genes y la regulación ocurre vía transcripción, siendo más precisos, QS media un switch de la degradación del ADN alrededor de V.cholerae, por lo que la transformación natural de la inducción de quitina depende de señales especificas de la especie, cuando los dos auotinductores están ausentes, no hay transformación.
Esto muestra como V.cholerae puede mejorar especies especificas del ADN tomado, llamándolo por pares de expresiones de genes requeridos para la transformación natural de las especies especificas sistema QS 1, esta unión probablemente produce ayuda en reparar daños en genes
Es importante conocer el comportamiento de V.cholerae para disminuir el número de casos con cólera y el saber el porqué y como nos acerca más a la disminución de esta, no podemos tener el control de la naturaleza, sus interacciones y los productos de estas, sin embargo el cambio de las condiciones ambientales causadas por la contaminación, hace que la bacteria reemerja y esto es causado por el hombre y sin duda es algo de lo que si tenemos el control, por lo tanto lo podemos cambiar.
muy lindo
DeleteThe Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers.
ReplyDeleteOrozco Rodríguez Ivonne.
El cólera, una enfermedad que afecta a nivel mundial, es causada por una bacteria conocida como Vibrio cholerae. El hábitat de este microorganismo son los ríos y zonas costeras y, además, está asociada con el fitoplancton y zooplancton. El resurgimiento del cólera, se cree, puede ser impulsado por los diversos cambios climatológicos, tales como el fenómeno de "El Niño" y el aumento de las temperaturas, ya que provocan el crecimiento de estos organismos acuáticos. La asociación que presenta V. cholerae con estos dos organismos es consecuencia del aporte nutritivo que obtiene la bacteria de la quitina, un homopolímero de cadena ramificada; a parte, es una superficie de competencia natural para estos microorganismos, es decir, les brinda la posibilidad de transformación y evolución. Además, algo súper interesante y como un bonus, le brinda la capacidad de resistencia al ácido, esto significa que al ser ingerida y pasar por el estómago esta permanece intacta, provocando así las infecciones. Como se conoce que el zooplancton produce toneladas de quitina al año, V. cholerae lo aprovecha y se une a los exoesqueletos que contienen este polímero, se adjunta y forma biofilms para mantenerse en ella. Por otra parte, estos microorganismos tienen un papel importante como recicladores de este material para que no llegue al fondo del mar y pueda mantenerse el ciclo del C y N. La quitina, efectivamente, representa una superficie de población para V. cholerae; esta colonización es el resultado de la quimiotaxis para encontrar alimento en el medio, de las formaciones de biopelículas y de la competencia natural, lo cual provoca la degradación de la quitina, la captación de ADN y, en caso de adquirir nuevos genes, la evolución de vibrios. Para la degradación de quitina, las baterías usan quitinasas, en las cuales se encuentran las exoquitinasas y las endoquitinasas, éstas producen unidades y multímeros de diacetilquitobiosa respectivamente; de manera que van rompiendo los enlaces glucosídicos del polímero y liberando oligosacáridos. Posteriormente, al unirse por un tipo de pilus, las bacterias se desarrollan en forma de microcolonias dentro de las biopelículas. Para formar el medio en el que se mantienen la biopelícula, usan los componentes de proteínas y exopolisacáridos; al terminar, con ayuda de fibras y filamentos, V. cholerae se unen a las conchas quitinosas. Los últimos estudios han indicado, además de que la ingestión de estos crustáceos puede causar la enfermedad, que la relación entre V. Cholerae y las superficies de quitina son de total relevancia para la salud, ya que al formar de biopelículas sobre ésta, las bacterias están en constante competencia natural y, por lo tanto, de evolución. Otras investigaciones realizadas con la secuenciación del genoma de V. Cholerae y experimentos de hibridación, se sugiere que la causa de los rasgos patógenos de la bacteria es la transferencia horizontal de genes (HGT) en ambientes acuosos; el HGT es el estado en el que una bacteria puede adquirir ADN del medio y se lleve a cabo la recombinación homóloga de éste con su genoma. Es decir, la quitina al permitir la competencia natural, un modo de HGT, permite que las bacterias obtengan ADN externo y a su vez la transformación genética. Se conoce entonces que V. cholerae tiene más de 200 grupos diferentes, éstos se distinguen por la región antígeno O del LPS. Dentro de los grupos, se creía que el O1 era el causante de cólera; no obstante, en los 90's, se supo que una V. Cholerae O1 originó un grupo nuevo, conocido como O139, causando el brote de la enfermedad en Bangladesh y propagándose a otros países. Para comprobar, se realizaron pruebas en el laboratorio utilizando V. cholerae O1 en conchas de cangrejo y añadiendo ADN del grupo O139 para realizar una transformación natural inducida.
PARTE 2.
ReplyDeletePosteriormente, con bacteriofagos especificos del grupo O1, se seleccionaron las que se habían transformado y, utilizando otros métodos, se encontraron que algunos producían el antígeno O1. Ésto, de alguna manera, explica la variante de O139 y, además, cómo los factores ecológicos y genéticos pueden originar nuevos microorganismos con rasgos distintos, en este caso de patógenos. De hecho se cree que es el mismo antígeno O de diferentes grupos de V. cholerae el que cambia naturalmente inducido por la quitina y da lugar a la gran diversidad se V. Cholerae. Ahora se sabe que los cambios en las cepas de esta bacteria, como por ejemplo el grupo O139, pueden surgir en cualquier momento. Como lo indican los estudios, V. cholerae puede crecer en conchas de cangrejo o de otros materiales que contienen quitina en el laboratorio, por lo que es posible determinar qué señales regulan estos procesos naturales de intercambio de genes. La superficie de quitina sirve como la única fuente de C para este microorganismo, a partir de ésto se trató de averiguar qué relación hay entre la represión de C y la transformación natural inducida por el polímero. Se averiguó que estas dos dependen del segundo mensajero adenosina monofosfato cíclico (cAMP) y de la detección de quórum (QS), para la transformación natural. Más a fondo, se supo que el QS ayuda a las bacterias a sintetizar el autoinductor AI, de esta manera se secretan moléculas al medio para medir y responder a la densidad de la población. Pero existen dos circuitos de QS, el CAI-1 o el sistema 1 de cólera autoinductor 1 y es el que sirve como señal para la comunicación intraespecífica; y el sistema 2 para la comunicación entre especies partir del autoinductor 2 o AI-2. Estas señales ambientales fomentan la competencia natural y transformación en función del QS, al regular una porción de genes de competencia; de la transformación natural inducida por la quitina, la cual depende de la señal específica de CAI-1; y de que los dos autoinductores estén presentes, aunque el AI-2 no tenga un papel en sí. De esta manera V cholerae puede mejorar su capacidad de absorción de ADN específico de la especie, lo cual puede ser importante para la reparación de genes dañados. El conocer todos estos aspectos sobre del modo de vida de V. cholerae y comprendiendo las formas en las que esté microorganismos "inofensivo" adquiere características patógenas para el ser humano, hace posible prevenir y predecir los brotes de cólera y tener la facilidad para controlarlos. Tal como se realizó en 65 aldeas de Bangladesh, donde se filtró el agua para eliminar partículas, incluyendo al zooplancton, dando como resultado la reducción de casi la mitad de los casos de cólera.
bien!
DeleteLa bacteria del Vibrio cholera utiliza un medio muy común de propagación que se halla principalmente en embocaduras de ríos y agua costeras, este ente bacteriano no se encuentra solo en un estado de vida libre, sino que también se encuentra asociado con el fitoplancton y el zooplancton. Este bacteria de Vibrio cholera trasmite cólera en el agua y aunque las personas no llegan a desarrollar síntomas severos, si pueden llegar a enfermar de una forma severa, teniendo diarrea severa, vómitos, calambres, por lo que se hace una pérdida de fluidos corporales y si no se llega a tratar de forma apropiada y a tiempo se puede llegar a perder la vida. Hay factores que pueden ayudar a que se propague o aumente con mayor facilidad como el aumento de temperaturas, lluvias e inundaciones puede llegar a aumentar el fitoplancton y zooplancton y junto con ellos la bacteria de Vibrio cholera que todas estas condiciones dan como fruto al surgimiento de la bacteria del cólera. La forma en que esta bacterias se propaga, crece y el mecanismo de acción que ejerce nos ayuda a entender de una forma más práctica los probables brotes que puede llegar a tener y así crear acciones para poder combatirla.
ReplyDeleteHay regiones como en las localidades de los ríos Ganges y Brahmaputra que la bacteria del Vibrio cholera se encuentra comúnmente unida a crustáceos y a sus exoesqueletos que estos están hechos principalmente de quitina. Este vínculo existente entre esta bacteria y la quitina puede ser muy dañino para la salud humana, ya que expertos afirman que la ingesta de estos crustáceos o el beber un poco de esta agua contaminada durante la proliferación del zooplancton pueden ser suficiente para crear enfermedades, como el cólera. Gracias a este conocimiento de la forma en que se transmite la bacteria, puede ser de gran ayuda para poder disminuir los casos de esta terrible enfermedad.
Este zooplancton es muy importante en el mundo marino ya que llega a producir 1.011 toneladas al año de quitina, proporcionando un enorme sustrato en donde el Vibrio cholera puede unirse y de esta forma biofilms. El reciclaje que forma el Vibrio cholera y el de otras bacterias ayuda a mantener el ciclo del carbón de forma mundial y el del nitrógeno.
Especialistas como Yildiz y Paula Watnick indican que estas formaciones de biofilms de Vibrio cholera se encuentran unidas a fragmentos de las conchas de cangrejo a través de sus fibras y filamentos que son tan variados. Una cuestión interesante seria pensar en cómo el Vibrio cholera gana muchos de estos rasgos patógenos. Podría decirse que la secuencia de su genoma y los experimentos realizados de hibridación genómica han sugerido que existe una transferencia horizontal de sus genes.
Esta quitina realiza una fuerte inducción de competencia que realiza de forma natural para transformar la genética del Vibrio cholera y también con otras especies del genero Vibrio, como Fischeri, Parahaemolyticus y Vulnificus
Para realizar estudios sobre estos grupos bacterianos se utilizaron las conchas de los crustáceos, en donde se procede a utilizar las perlas de quitina que llegan a ser susceptibles a la luz de la microscopia, pero esta insolubilidad de este polímero complica el esfuerzo que se realiza para estudiar los asociados del Vibrio cholera que se encuentran unidos a estas conchas. Otro dato importante es que es que el Vibrio cholera tiene unos 200 grupos diferentes donde se encuentra el O-antígeno o también llamado región de los LPS, que solo las cepas pertenecientes a este grupo se cree son las que causan los graves casos de cólera.
Existen pruebas inmunológicas que se basan en la microscopia de electrones donde se muestra que los con vertientes del serogrupo son capaces de producir nuevamente el antígeno. Esta posibilidad lleva a que diversos factores ecológicos y genéticos pueden dar lugar a que existan nuevos microbios patógenos para el hombre. Esta transformación natural por quitina podría ser la responsable de esta diversidad de los serogrupos naturales de Vibrio cholera.
DeleteLa parte de superficial de la quitina puede servir como único recurso de carbono para Vibrio cholera, ya que después de investigar el carbono natural donde se veía que expresaba una represión catabólica en la quitina. También la detección del quórum contribuye de forma significativa a la transformación de forma natural del Vibrio cholera, que utiliza este medio como degradador del AND que alrededor del Vibrio cholera utiliza células de absorción de ADN en forma de competencia.
Cuando el CAI-1 y AI-2 que son auto inductores se encuentran ausentes la transformación que ocurre de forma natural es suprimida. Esto es crucial, este vínculo podría ser útil en la reparación de genes dañados. Los avances actuales y futuros no solo son ampliamente fundamentales en el área científica también lo son para el área de salud mundial, de esta forma se puede avanzar y prevenir muchas situaciones futuras desafortunadas
Parte 1
ReplyDeleteFlores Morales Ivonne
Blokesch, (2014) The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers. ASM microbe.
Las bacterias transmitidas por el agua como el Vibrio Cholerae causan el cólera, una pandemia durante los últimos 50 años a través de Asia, África y América Latina. Aunque la mayoría de las personas infectadas no desarrollan síntomas severos, algunos llegan a enfermarse violentamente con diarrea grave, vómitos, calambres y la pérdida de fluidos corporales, si no se trata, puede llevar a un shock y la muerte. V. cholerae, que se encuentra principalmente en los estuarios, ríos y aguas costeras, se encuentra no sólo en un estado de vida libre, también se asocia con el fitoplancton y el zooplancton. Debido a factores como el aumento de las temperaturas, el fenómeno de El Niño, y las fuertes lluvias y las inundaciones pueden aumentar la abundancia de fitoplancton y zooplancton, y, junto con ellos, la bacteria del cólera, el cambio de las condiciones climáticas bien podría impulsar el resurgimiento del cólera, de acuerdo con Rita Colwell de la Universidad de Maryland y sus colaboradores. Por otra parte, la fuerte asociación de V. cholerae con los exoesqueletos de quitina de zooplancton, que sirve como una fuente de nutrición, sino también contribuye a la aparición de la competencia natural en estas bacterias, podría significar que las superficies de quitina son puntos calientes para la transformación que fomenten la evolución de V. cholerae y otros vibrios. En un sentido más amplio, aprendiendo más sobre el estilo de vida medioambiental de V. cholerae, podemos entender mejor los mecanismos por los que este microbio aparentemente inocuo se convierte en un patógeno humano perjudicial de gran importancia. Este conocimiento, a su vez, puede ayudarnos a predecir la aparición de brotes de cólera y facilitar los esfuerzos para controlarlos.
Las pandemias de cólera del pasasdo fueron principalmente en los ríos Ganges y Brahmaputra en la India, en donde V.cholerae es encontrada unida a crustáceos y en los exoesqueletos mudados por lo cual surge como patógeno para el ser humano, los exoesqueletos están hechos principalmente de quitina. La unión entre el microbio y la quitina, V. cholerae forman películas en las superficies de quitina, teniendo un crecimiento notable, al ingerir estos crustáceos pueden causar esta enfermedad. La quitina también hace que la bacteria incremente la resistencia al ácido, es por eso que no muere al pasar por el estómago. V. cholerae también juega un papel importante remineralizando la quitina, previniendo mucho de este material para alcanzar el piso oceánico incluso cuando la quitina es el más abundante polímero en ambientes marinos, el reciclaje de esto por la bacteria ayuda a mantener el ciclo del carbono y nitrógeno. La razón de la colonización en la superficie de quitina es por la quimiotaxis, uniéndose a la formación de biopelicula que conduce a la competencia natural de quitina inducida, dirigiendo al ADN para transformarse y evolucionar en nuevos genes adquiridos.
Parte 2
ReplyDeleteSe puede apreciar dos tipos de quitinosas, una vez unidas a las superficies de quitina, la bacteria forma microcolonias que crecen en biopelículas, al madurar envuelve las dos proteínas y ayuda a formar la matriz que sostiene las células bacterianas. V. cholerae se convierte en un patógeno cuando la secuencia del genoma de esta bacteria y la hibridación genómica experimenta la transferencia genética horizontal, por ejemplo la toxina del cólera reside como profago en el genoma de V.cholerae y se transfiere como cepa via fago transducción, el gen se incrusta codificando la region O-antigeno. Varios mecanismos permiten a la bacteria para obtener el ADN de recursos externos, un ejemplo es que la quitina induce la competencia natural para la transformación genética en V.cholerae, en pocas palabras la bacteria puede tomar el ADN libre del ambiente e incorporarlo en su genoma vía recombinación homologa. Cabe resaltar que la quitina induce la competencia natural también en otras especies. La secuenciación del genoma de V. cholerae y experimentos de hibridación genómica, sugieren que es por transferencia horizontal de genes, como cuando el fago toxina del cólera CTX reside como profago en el genoma del V. cholerae y se transfiere a las nuevas cepas a través de la transducción de fagos. Existen varios mecanismos que les permiten obtener ADN de fuentes externas, una de ella es la quitina, que induce la competencia natural para su transformación genética. La competencia natural, HGT, se refiere al estado fisiológico en el que una bacteria puede tomar ADN libre del ambiente e incorporarlo en su genoma a través de la recombinación homóloga. La investigación reciente se centra en la red de regulación que impulsa la competencia natural y transformación de V. cholerae.. Debido a que la superficie de la quitina puede servir como única fuente de carbono para el V. cholerae, se investigó la relación entre la represión catabólica de carbono y transformación natural inducida por la quitina. De hecho, tanto la colonización de la superficie de la quitina y la inducción de la competencia natural dependen del segundo mensajero adenosina monofosfato cíclico (cAMP) en V. cholerae. Por otra parte, la detección de quórum (QS) también contribuye a la aparición de la transformación natural en V. cholerae. A través de QS, bacterias sintetizan autoinductor (AI) y secretan moléculas de ellos en el medio ambiente para medir y responder a la densidad de población. En pocas palabras, V. cholerae depende de dos circuitos de QS, según Bonnie Bassler .El sistema 1 de cólera autoinductor 1 (CAI-1) sirve como la señal para la comunicación intraespecífica. Sistema 2 se utiliza para la comunicación entre especies, que depende de autoinductor 2 (AI-2), un diéster de borato furanosilo.
Blokesch, (2014) The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers. ASM microbe.
ReplyDeleteParte 1
Hay un tipo de bacterias que por más de 50 años han causado una pandemia a través de Asia, América latina y Africa, se llaman Vibrio cholerae y viajan a través del agua. Hay ciertas personas que al ser infectadas no desarrollan síntomas severos, pero hay atrás que incluso pueden morir debido a los síntomas. V. Cholerae se encuentra comúnmente en los estuarios, ríos y aguas costera, podemos encontrarlo en so froma libre o asociado con el fitoplancton y el zooplancton. Debido a que los factores como el aumento de temperaturas, fuertes lluvias e inundaciones influyen a un aumento de fitoplancton y zooplancton y con esto el aumento de la bacteria del cólera. Pueden hacer que el cólera resurga.
Por otro lado, la gran asociación que tiene V.cholerae con los exoesqueletos de quitina del zooplancton, además de que le sirve como una fuente de nutrición también contribuye a la aparición natural en estas bacterias, lo cual podría significar que las superficies de quitina son puntos que fomentan la evolución de V. Cholerae y otros vibrios. Se pueden entender los mecanismos de porque este microbio aparentemente inocuo se vuelve un patógeno humano debido al estudio de su estilo de vida mediambiental. Y con este conocimiento nos puede ayudar a predecir la aparición del cólera fuera y facilitar los esfuerzos para controlarlos.
En la zona del delta han ocurrido varias pandemias que es donde los ríos Ganges y Brahmaputra desembocan en la bahía de Bengala. En esa región se encuentran V. cholerae unido a pequeños crustáceos y a los exoesqueletos. Los
exoesqueletos estan hechos de quitina, que viene siendo un homopolímero. Se han dado cuenta recientemente que el vínculo del microbio y de las superficies de quitina es importante para la salud pública. El V. Cholerae forma biopelículas en las superficies de la quitina y se concentran en algunos copépodos. Si alguna persona ingeriera alguno de estos crustáceos le pude causar una enfermedad. También la quitina le ayuda a la bacteria a ser más resistente contra el ácido, aumentando las infecciones en el humano. Por lo tanto beber un vaso de agua contaminada conduce a la enfermedad. Por esto Rita Colwell y sus colaboradores han desarrollado un método de filtración utlizando un paño para elimianr partículas grandes y el zooplancton del agua potable. Así el cólera se ha reducido en Bangladesh.
El zooplancton marino produce mcuhas toneladas de quitina al año, dando un gran substrato a V. Cholerae donde se puede unir y formar biopelículas, además de protección externa. V. Cholerae desempaña otro papel fundamental en la quitina remineralizante, previene que gran parte de este material llegue al fondo del océano.
Según Saúl Roseman, el reciclaje de quitina por V. Cholerae y otras bacterias ayuda a mantener el ciclo global de carbono y nitrógeno. La invasión de las superficies quitinosas por V. Cholerae es una consecuencia de la detección y quimiotaxis; la formación de la biopelícula, y puede llevar a la competencia natural, dando lugar a la captación de ADN y la transformación inducida de quitina y por útlimo a la evolución si hay nuevos genes que se adquieran. Hay dos clases de quitinasa: exoquitinasas y endoquitinasas. Las bacterias forman microcolonias que se desarrollan en las biopelículas. La maduración de biopelículas involucra componentes proteícos y exopolisacáridos, los cuales ayudan a formar la matriz que mantienen las células bacterianas dentro de estas biopelículas. Según Fitnat Yildiz y sus colaboradores la formación de biopelículas V. Colerae se unen a fragmentos de conchas de cangrejos a través de fibras y filamentos.
Parte 2
ReplyDeleteSe sugiere que la transferencia horizontal de genes es por donde V. Cholerae adquiere rasgos patogénicos. Hay varios mecanismos que permiten a las bacterias como V. Cholerae obtener ADN de fuentes externas, por ejemplo la quitina induce la competencia natural para la transformación genética en V. Cholerae. Otro modo de HGT, se refiere al estado fisiológico en el que una bacteria puede tomar hasta ADN libre del ambiente e incorporar de que el ADN en su genoma a través de recombinación homóloga.
Se sabe, debido a que los grupos O-antígeno de diferentes serogrupos de V. cholerae muestran una GC-contenido que se desvía del resto del cromosoma, es la transformación natural inducida por la quitina, que bien podría ser responsable de la diversidad de V. cholerae serogrupos naturales.
Hay una investigación reicente que se sentra en la red de regulació que impusa la competencia natural y transformación de V. Cholerae, se investigó la relación entre la represión catabólica del carbono y su transformación natural inducida por la quititina. La colonización de la superficie de la quitina y al inducción de competencia dependen del monofasfato cyclicadenosine mensajero secundario, mejor conocido como (cAMP). Y el quórum (QS) también ayuda a al transformación natual en V. Cholerae. Esta bacteria depende dos circuitos de QS, el sistema 1 de cólera autoinductor 1 (CAI-1) sirve como la señal para la comunicación intraespecífica. Sistema 2 es usado para la comunicación entre especies, que depende de autoinductor 2 (AI-2). Cuando ambos autoinductores están ausentes, transformación natural es abolida.
El saber acerca de V. Cholerae es damasiado importante porque esta bacteria en un tiempo llegó a ser tan mala para el humano, se supone que se controló por un tiempo pero al leer esto nos damos cuenta que la bacteria sigue cambiando y ha vuelto a infectar a muchas personas. Así que es necesario que se sigan las investigaciones para V. Cholerae para saber más aprofundidad de esta bacteria y poder controlarla de una manera eficaz y sin riesgos.
Blokesch, (2014) The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers. ASM microbe.
ReplyDeleteVibrio cholerae es comúnmente encontrado en ríos y aguas costeras y se asocia que vive en presencia de fitoplancton y zooplancton, acercándose a las costas por fenómenos naturales como el del Niño, que trae fuertes lluvias y las inundaciones pueden aumentar la abundancia de fitoplancton y zooplancton, y, junto con ellos, la bacteria del cólera, las cambiantes condiciones cli-mático bien podría impulsar el resurgimiento del cólera
Existe una fuerte asociación entre la quitina del exoesqueleto del zooplankton, el cual le sirve como una fuente de nutrientes pero también contribuye en la competencia natural de la bacteria, podría significar que la superficie de quitina es un hospedero para la transformación que promueve su evolución de V.cholerae y Vibrio., donde se ha encontrado en la coraza de pequeños crustáceos la cual está formada por quitina en la cual forman una biopelicula, y este periódicamente emerge como un patógeno para nuestra salud. Durante la última década se ha estudiado que el vínculo entre V.cholerae y la quitina de los caparazones de los crustáceos es de importancia para la salud publica, si se ingirieran unos cuantos de estos crustáceos puede ser suficient para causarnos enfermedades, sin embargo dentro del estomago la quitina aumenta la resistencia bacteriana al acido, lo que significa que menos bacterias mueran al pasar por el estomago, y por lo tanto aumenta las posibilidades de presentar malestares. También se ha recomendado no beber agua en épocas de tormenta, donde el zooplancton esta presente en el agua y al ingerirlo junto con V. cholerae en un vaso de agua pueda causar una infección.
V. cholerae en el ambiente y la cadena de transmisión (basado en el trabajo de Rita Colwell y colaboradores). En ambientes acuáticos, V. cholerae se encuentra como una bacteria de vida libre o en asociación con fito y zooplancton. Cambio de factores como horas de sol, la temperatura del agua, las condiciones climáticas y el comportamiento humano contribuyen a las floraciones de plancton y, en consecuencia, a los números de elevada OFV. cholerae. La transmisión a los seres humanos más probable es que se produce a través de la ingestión de pequeños crustáceos o sus mudas junto con sus pasajeros bacterianas acumuladas.
La quitina depende del proceso que V. cholerae sufre. Vibrios marinos, entre ellos. cholerae, son bacterias quitinolíticas que pueden producir y percibir diacetylchitobiose [(GlcNAc) 2] gradientes rodean superficies chitinous. Después de quimiotaxis hacia la superficie de la quitina, las bacterias se adhieren, forman microcolonias, y luego se convierten en biofilms tridimensionales. Bajo los quitina-dependiente, condiciones de alta densidad celular, V. cholerae inicia competencia natural para la transformación genética, un modo de transferencia horizontal de genes, lo que permite a las bacterias para tomar ADN libre del medio ambiente y de incorporar este material en su propio cromosoma mediante recombinación homóloga. Del material ADN transformante lleva un clúster diferente gen antígeno.
La transferencia horizontal de genes de V. cholerae se da en medio acuoso y sea visto que a secuencia del genoma de V. cholerae y experimentos de hibridación genómica sugieren transferencia horizontal de genes. Por ejemplo, el fago CTX reside la toxina del cólera como un profago en el genoma de la colera y se transfiere a nuevas cepas a través de la transducción del fago, según Mateo Waldor y John Mekalanos Escuela de Medicina de Harvard en Cambridge, Massachusetts. Además, sus dos islas de patogenicidad, así como las islas de pandemia Vibrio En séptimo lugar, el grupo de genes que codifica la región-antígeno O del lipopolisacárido (LPS), un integrador y elemento conmutativo, y otras regiones de los dos cromosomas tienen características distintivas de las recientes adquisiciones de genes.
Ivan Leyto Gil.
The Lifestyle of Vibrio cholerae Fosters Gene Transfers.
ReplyDeleteBy Melanie Blokesch MICROBE. Volume 9, Number 2 (2014)
Vibrio cholerae la cual es encontrada principalmente en ríos, estuarios y costas marinas en su ambiente de depósito, es encontrado no solo en estado libre, sino que también se asocia con fitoplancton y zooplancton. algunos factores de lluvias fuertes y tormentas favorecen la abundancia de fitoplancton y zooplancton, aumentando así también la de Vibrio; pero tiene una asociación (simbiosis) más fuerte con los esqueletos quitinosos del zooplancton, el cual le sirve como fuente de nutrientes y además contribuye a su comienzo de competencia natural, lo que significa que la superficie con quitina es un punto clave para la transformación que fomenta la evolución de Vibrios destacando a V. cholerae.
Esta bacteria es comúnmente encontrada unida a pequeños crustáceos y a sus exoesqueletos, que están hechos principalmente de Quitina, y este surge periódicamente como un patógeno humano.
Cuando V. cholerae forma biofilms en ciertas superficies quitinosas, esta se concentra alcanzando niveles de 10^4 a 10^6 bacteria en un simple copépodo o crustáceo. La Quitina también aumenta la resistencia al acido, lo que significa que algunas pocas bacterias mueren cuando pasan en el estómago, lo que incrementa las posibilidades de infección.
Conocer el ambiente y el tipo de vida que este patógeno lleva y como se desarrolla el cólera en el humano puede ayudar a disminuir los casos de esta enfermedad, se ha introducido un método simple de filtro usando un palo doblado capas de remover partículas de hasta 20µm, incluido el zooplancton del agua potable.
El zooplancton marino produce más 1 billón de toneladas de quitina anualmente, algo que me parece impresionante y una cantidad enorme de quitina, dándole a V. cholerae una gran cantidad de substratos al que se puede unir y formar biofilms, protegiéndose de estrés para ellas. El uso de quitina por V. cholerae y otras bacterias ayuda a mantener el ciclo global del carbono y del nitrógeno.
Lo que hace esta es producir quitinaza, que es una enzima degradadora de quitina.
La colonización de superficies de quitina por V. cholerae es consecuencia de la detección y la quimiotaxia; el acoplamiento y la formación de un biofilm; lo que nos lleva a que la quitina induce competencia natural, conduciendo a la toma de DNA y la transformación; y por ultimo evolución.
Hay 2 tipos de quitinazas, la exoquitinaza, la cual libera diacetilquitinobiosa; y la endoquitinasa, que produce multímeros de acetilquitinobiosa.
El biofilm formado por V. cholerae unido a la quitina de los fragmentos del caparazón de crustáceos que van variando fibras y filamentos.
La secuencia del genoma de V. cholerae y experimentos de hibridación genómica sugieren que tiene estos rasgos patógenos por transferencia horizontal de genes (HGT).
La quitina induce la competencia natural por transformación genética en esta bacteria. Esta competencia natural, a modo de HGT, hace referencia al estado fisiológico en el cual una bacteria puede tomar DNA libre del ambiente incorporarlo en su genoma por medio de recombinación homóloga. La quitina también induce competencia natural en otras especies del genero Vibrio, como por ejemplo V. fischeri, V. parahaemolyticus, y V. vulnificus.
Usando caparazones de crustáceos muertos, los cuales se limpiaron, se rompieron en piezas pequeñas y se esterilizaron, V. cholerae colonizo estas superficies cuando fueron sumergidas a un medio de agua de mar artificial.
Aunque V. cholerae engloba más de 200 serogrupos diferentes (grupos de bacterias con un antígeno común) especificado por el antígeno O, solo la rama perteneciente al serogrupo O1 es pensada que causa cólera severo. V. cholerae es capaz de transformar el antígeno O1 al antígeno O139, el cual causa una ola o epidemia de cólera.
DeleteA pesar de que V. cholerae responde uniformemente a los oligómeros de quitina soluble, la inducción de competencia alrededor de la superficie biótica de quitina insoluble es no sincronizada y heterogénea. Ya que la superficie de quitina puede servir como una única fuente de carbono para V. cholerae, se investigó la unión entre la represión catabolita del carbono y la quitina inducida a transformación natural.
La detección del Quorum (QS) puede contribuir al comienzo de la transformación de V. cholerae.
V. cholerae depende de 2 circuitos de QS. El sistema 1 de autoinductor de cólera 1 (CAI- 1) sirve como la señal para comunicación intra-especies. El sistema 2 es usado para comunicación inter-especies, el cual depende de un autoinductor 2 (AI-2), un furanosil borato diester.
Los resultados ilustran como V. cholerae puede aumentar la toma de DNA de especies específicas, es decir, por la unión de expresión de genes requeridas para la transformación de las especies especificas del sistema 1 de QS.