Formacion de la endospora

Ácido dipicolínico

Los análisis NMDS confirmaron la tendencia a agrupar las muestras en dos grupos en función de la salinidad de los ambientes: (i) las muestras procedentes de entornos con una salinidad que oscila entre el 3,5 y el 5,0 % y (ii) las muestras procedentes de entornos con una salinidad que oscila entre el 12 y el 27 % (Fig. 2). La diversidad estructural de las comunidades bacterianas formadoras de endosporas en los diferentes ambientes marinos e hipersalinos estudiados aquí hace que estas muestras ambientales sean puntos calientes para el aislamiento de potenciales productores de biosurfactantes pertenecientes a este grupo bacteriano.Fig. 2Diagrama de ordenación NMDS basado en los datos de la huella genética de las comunidades bacterianas formadoras de endosporas. El diagrama corresponde al patrón de huella genética presentado en la Fig. 1

Enumeración y aislamiento de las bacterias formadoras de endosporasSe realizaron enumeraciones de bacterias formadoras de endosporas no halófilas/halófilas y halófilas utilizando medios de agar TSB y MB, respectivamente (Fig. 3). El número de bacterias formadoras de endosporas varió de 1,3×103 UFC g-1 (Saltern 2) a 9,5×104 UFC g-1 (Laguna Vermelha), ambos en medio de agar MB. Las UFC fueron generalmente más bajas en el medio de agar MB en comparación con el agar TSB, con la excepción de la Laguna Vermelha. Se observaron diferencias significativas (prueba de Tukey, p <0,05) entre la cuantificación de UFC en Massambaba y Saltern 1, Saltern 2 y lodo Saltern 2 (TSB) y entre la Laguna Vermelha y las restantes muestras (MB) (Fig. 3).Fig. 3Enumeración de bacterias halotolerantes y halotolerantes/halófilas formadoras de endosporas utilizando medios de agar TSB (a) y MB (b). Las medias con letras diferentes son significativamente diferentes (prueba de Tukey, p < 0,05)Imagen a tamaño completo

Esporulación bacillus subtilis

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La endospora está formada por el ADN de la bacteria, los ribosomas y grandes cantidades de ácido dipicolínico. El ácido dipicolínico es una sustancia química específica de la espora que parece contribuir a la capacidad de las endosporas de mantener la latencia. Esta sustancia química representa hasta el 10% del peso seco de la espora[3].

Las endosporas pueden sobrevivir sin nutrientes. Son resistentes a la radiación ultravioleta, la desecación, las altas temperaturas, la congelación extrema y los desinfectantes químicos. La hipótesis de las endosporas termorresistentes fue formulada por primera vez por Ferdinand Cohn tras estudiar el crecimiento del Bacillus subtilis en el queso después de hervirlo. Su idea de que las esporas eran el mecanismo de reproducción del crecimiento supuso un duro golpe para las sugerencias anteriores de generación espontánea. El astrofísico Steinn Sigurdsson dijo: «Se han encontrado esporas bacterianas viables de 40 millones de años en la Tierra, y sabemos que son muy resistentes a la radiación»[7] Los agentes antibacterianos comunes que actúan destruyendo las paredes celulares vegetativas no afectan a las endosporas. Las endosporas se encuentran habitualmente en el suelo y el agua, donde pueden sobrevivir durante largos periodos de tiempo. Una variedad de microorganismos diferentes forman «esporas» o «quistes», pero las endosporas de las bacterias grampositivas de bajo G+C son, con mucho, las más resistentes a las condiciones adversas[3].

Esporas bacterianas

La formación de esporas en las bacterias plantea una serie de problemas biológicos de importancia fundamental. La división celular asimétrica al inicio de la esporulación es un poderoso modelo para estudiar problemas básicos del ciclo celular, como la segregación de cromosomas y la formación de tabiques. La esporulación es uno de los ejemplos mejor comprendidos del desarrollo y la diferenciación celular. Entre los fascinantes problemas que plantea la esporulación figuran el control temporal y espacial de la expresión génica, la comunicación intercelular y diversos aspectos de la morfogénesis celular.

Gram-positivo

Figura 1. Visión general de la esporulación. (A) Formación de endosporas en Firmicutes. El proceso comienza con la formación de un tabique asimétrico. A continuación, el compartimento más grande engulle la espora inmadura más pequeña. La espora madura mediante la formación de capas protectoras y se libera mediante la lisis de la célula madre. (B) Formación de exosporas en Streptomyces. El proceso comienza con la formación de hifas aéreas, que posteriormente se dividen en numerosos compartimentos. Cada compartimento madura en una exospora que se libera de la cadena de esporas.

El conjunto de estímulos ambientales necesarios para iniciar la esporulación ha eludido a los investigadores durante años. En general, el principal desencadenante del inicio de la formación de endo y exosporas parece ser el agotamiento de los nutrientes, especialmente de las fuentes de carbono, nitrógeno y fósforo fácilmente disponibles (Higgins y Dworkin, 2012; McCormick y Flardh, 2012). Sin embargo, las especies individuales desarrollan mecanismos adicionales para la detección de estímulos específicos del nicho, como la exposición al oxígeno en Firmicutes obligatoriamente anaeróbicos (Mearls et al., 2012). Aunque los estímulos ambientales para la esporulación siguen siendo en cierto modo comparables entre Firmicutes y Actinobacterias, la regulación genética es muy diferente entre los dos filos. Dado que la esporulación implica extensas transformaciones morfológicas a través de la acción coordinada de cientos de proteínas, es un proceso muy costoso energéticamente. Por ello, las bacterias han desarrollado mecanismos para vigilar cuidadosamente su entorno y asegurar el momento adecuado de cada etapa del proceso.