Back to top

Endospora de Bacterias

Los microorganismos detectan y se adaptan a los cambios en su ambiente. Cuando se agotan los alimentos favorecidos, algunas bacterias pueden llegar a ser motile para buscar alimentos, o pueden producir enzimas para explotar recursos alternativos. Un ejemplo de una estrategia extrema de la supervivencia empleada por ciertas bacterias que son Gram positivas y de bajo contenido de G+C es la formación de endosporas. Este proceso de desarrollo complejo se inicia a menudo en respuesta a la privación de nutrientes. Esto permite que la bacteria produzca una célula inactiva y altamente resistente para preservar el material genético de la célula en tiempos de estrés extremo.

Las endosporas pueden sobrevivir asaltos ambientales que matarían normalmente a las bacterias. Estos estreses incluyen temperatura alta, la alta irradiación UV, la desecación, el daño químico y la destrucción enzimática. Las características extraordinarias de la resistencia de endosporas los hacen de importancia particular porque no son matadas fácilmente por muchos tratamientos antimicrobianos. Una variedad de diversos microorganismos forma las "esporas" o los "quistes", pero loa endosporas de bacterias Gram-positivo y de bajo contenido de G+C son en gran medida los más resistentes a las condiciones ásperas.

Endospora

La Estructura de la endospora:

La resistencia de una endospora se puede explicar en parte por su estructura celular particular. La capa proteica externa que rodea la espora proporciona mucha de la resistencia química y enzimática. Debajo de la capa reside una capa muy gruesa de peptidoglicano especializada llamada la corteza. La formación apropiada de la corteza es necesaria para la deshidratación de la base de la espora, que ayuda en resistencia contra temperaturas altas. La pared celular de germen reside debajo de la corteza. Esta capa de peptidoglicano será convertida en la pared de célula de la bacteria después de que la endospora germine. La membrana interna, debajo de la pared de célula de germen, es una barrera importante de permeabilidad contra varios productos químicos potencialmente perjudiciales. El centro de la endospora, la corteza, existe en un estado muy deshidratado y contiene la ADN de la célula, las ribosomas y las cantidades grandes de ácido dipicolinico. Este producto químico puede abarcar hasta 10% del peso seco de la espora y aparece desempeñar un papel en inactividad de la espora que mantiene. Las proteínas solubles en el ácido pequeñas (SASPs) también se encuentran solamente en endosporas. Estas proteínas atan y condensan la ADN, y están firmemente responsable por resistencia contra la luz UV y a los productos químicos ADN dañinos. Otras estructuras y productos químicos se asociaron a los endosporas incluyen tallos, toxinas de cristal, o una capa externa adicional de la glicoproteína llamada el exosporo.

Stages

Factor Sigma · Un proteina pequeña que dirige
Polimerasa RNA a los sitios específicos en
la ADN para iniciar la expresión del gene.

Desarrollo de la Endospora: 

El proceso de formación de una endospora es complejo. El organismo modelo usado para estudiar la formación del endospore es Bacilo subtilis. El desarrollo de una endospora requiere varias horas para terminar. Los cambios morfológicos dominantes en el proceso se han utilizado como marcadores para definir etapas de desarrollo. Mientras que una célula comienza el proceso de formar una endospora, se divide asimétrico (etapa II). Esto da lugar a la creación de dos compartimientos, de la célula más grande de la madre y del foresporo más pequeño. Estas dos células tienen diversos destinos de desarrollo. Los sistemas de comunicación intercelulares coordinan la expresión célula-específica del gene con la activación secuencial de factores especializados de sigma en cada uno de las células. Después (etapa III), el peptidoglucano en el tabique se degrada y el foresporo es engullido por la célula madre, formando una célula dentro de una célula. Las actividades de la célula y del foresporo de la célula madre conducen la síntesis de los compuestos endospora-específicos, la formación de la corteza y la deposición de la capa celular (etapas IV+V). Esto es seguido por la deshidratación y la maduración finales de la endospora (etapas VI+VII). Finalmente, la célula madre se destruye en una muerte programada, y la endospora se lanza en el ambiente. La endospora seguirá siendo inactiva hasta que detecta la vuelta de condiciones más favorables.

2 spores

Endospores y Epulopiscium

Algunos Epulopiscium simbiontes de pez cirujano forman endosporas maduros en la noche. Estas esporas poseen todas las capas protectoras características vistas en endosporeas de B. subtilis y también contienen cantidades grandes de ácido dipicolinico. Éstos son las endosporas más grandes descritos hasta el momento; el más grande sobre 4000 veces más grande que una endospora de Bacilo subtilis.

epulospore

La formación de endospores puede ayudar a mantener la asociación simbiótica entre éstos Epulopiscium simbiontes y sus anfitriones de pez cirujanos. Puesto que la formación de la endospora coincide con los períodos en los cuales el pez cirujano no está alimentando activamente, las células no necesitan competir por alimentos limitados presentes en la tripa durante noche. Las características protectoras de las endosporas también permiten que sobrevivan el paso dentro de nuevos anfitriones. Los peses pueden también beneficiar de esta relación porque puede mantener a las poblaciones microbianas estables que asisten en la digestión y pueden recibir un aumento alimenticio de productos microbianos lanzados durante la germinación de la espora.

life cycle

La formación de endosporas en algunos simbiontes de Epulopiscium sigue un ciclo diario:

  1. Los tabiques polares se forman en los postes de la célula.
  2. Las foresporas se engullen.
  3. Las foresporas aumenta gradualmente de tamaño dentro de la célula madre durante el día.
  4. Por la tarde, preparaciones finales para la inactividad de la endospora.
  5. La endospora madura y sigue siendo inactivo a través la mayor parte de la noche.
  6. Momentos antes del amanecer, las endosporas germinan y se lanzan de la célula madre para repetir el ciclo.