El tiempo necesario
para reiniciar el ciclo
celular después de un
período de ayuno
Fase
exponencial
Periodo en donde hay
suficientes nutrimentos
Fase de
transición
Inicia cuando disminuye
los nutrimentos
Fase
estacionaria
Número de células en
el cultivo que no varían
Periodo de crecimiento nulo
Las bacterias que
no esporulan
Respuesta al ayudo de nutrimental
E. coli
Modelo biológico
Genético
Bioquímico
Funcional
FS
Estadio dinámico, el cual
mantiene un metabolismo basal
después de semanas de ayuno
Características
generales de las células
FS
Cambios en estructura
y fisiología
Disminución del volumen celular
Fase de transición
FS
Bacterias toman un forma redonda
Disminución de la síntesis de DNA, RNA y proteínas
Aumento de la degradación de proteínas
Reorganización del
metabolismo y acumulación
de compuesto de reserva
Aumento del volumen del EP
Citoplasma
Envoltura nuclear
Sufre una recomposición
Bacterias
Agregarse
Membrana citoplasmática
Composición
Ácidos grasos
Disminución de
ácidos grasos
Mono-insaturados
Relación de
fosfolípidos
Aumento
Poli-insaturados
Ciclopropílicos
Pared
Aumenta el grosor
del peptidoglicano
Membrana externa
Aumenta
Lipopolisacáridos
Lipoproteína NlpD
Motilidad
Aumenta el
número de flagelos
Justificación: Las bacterias que no
esporulan en respuesta al ayuno
presentan una serie de cambios
tanto en su estructura como en
fisiología
Características generales de
las poblaciones celulares
FS
Muestran una gran
heterogeneidad
Densidad celular
Integridad membranal
Viabilidad
Genotipo
Mutabilidad
Presencia de
subpoblaciones
Diferentes concentraciones de
moléculas de reserva, poliaminas,
agua libre y osmoprotectores
Presencia de células con un
número diferente de cromosomas
Viabilidad
Uso combinado de
"pinzas" (optical tweezers)
Para inmovilizar y
organizar células
Tres etapas
Inicial
No hay muerte celular
Intermedia
Muere un porcentaje de células
Final
Puede durar por uno o más años
Visualizar
disminución del #
de células viables
Medio LB
Viable por 2 a 3 días
Presenta muerte celular
Crecimiento lento
Subpoblación de
células mutantes
GASP (Ventaja de
crecimiento en
fase estacionaria)
Aparición
depende
Condiciones
de crecimiento
Composición del
medio
pH
Disminuyen
La eficiencia de o^-s para mediar
la transcripción de los genes
Favoreciendo el incremento
de los genes o^-70
Las células en ayuno tienen una
mayor capacidad de transportar y
catabolizar los aminóacidos liberados
o^-s
Importante para
responder al estrés ácido
La muerte celular se
debe al daño por
oxidación de proteínas,
DNA y fosfolípidos
La muerte
celular se debe
a la activación
Sistemas
antitoxina-toxina
Consisten en un
operón con dos genes
EL primero
codifica para
una antitoxina
El segundo para
la toxina
correspondiente
Llamados sistemas
de adicción
Incrementan la estabilidad
de los plásmidos en un
población bacteriana
Induciendo la muerte de
las bacterias debido a que
no presentan el plásmido
La presencia de
subpoblaciones
hipermutable
Hay un modelo que estudia
las reversiones de Lac- a Lac +
En un medio mínimo
de glucosa o glicerol
Las mutaciones
adaptativas
Presentan en
células Lac-
Justificación: Ocurre estos procesos debido a que en el
medio de cultivo se ha agotado los nutrimentales por lo
que las bacterias han realizado una estrategia para
asegurar la posibilidad de que un número de células
puedan reiniciar el ciclo celular
El nucloide y el
metabolimo del DNA
El metabolismo del DNA
y la composición de
proteínas del nucloide
Estructura donde se localiza
el DNA cromosomal
Justificación: Las células se
relajan por lo que cambian
la composición de las
proteínas del nucloide y el
DNA co-cristal, se presenta el
"quorum sensing" el cual
inhibe la iniciación de la
replicación del DNA.
El nucloide de
las bacterias
Presentan
DNA topoisomerasas
y polimerasas
RNA polimerasa
Proteínas pequeñas
Fis
H-NS y su
paráloga Stp A
HU y su
parpáloga IHF
Que presentan un mayor
cambio de concentración
Fis
Necesaria para
el crecimiento
exponencial
DPs
Contribuye a
incrementar la
resistencia celular
al estrés oxidativo
Cuando la densidad
celular es alta y los
nutrimentos se agotan
Inhibición del inicio de
la replicación celular
La regulación
genética depende de
"quorum sensing"
Los genes que
modifican su expresión
en la fase estacionaria
Las características
de las células
En función
Tiempo de ayuno
Primer nutrimiento
que se agota
Cepa
Condiciones
de cultivo
RpoS
Modulador de un
regulón de la FS
Los genes o^-s
Dependen de la cantidad y
actividad de o^-s
Forma una red modular
con reguladores
Disminución de
nutrimientos específicos
Gen
bol A
Codificador para un regulador
transcripcional que activa
Expresión de las D
D carboxipeptidasas
PBP5
PBP6
osmB, osmC y osmY
Codifican
Una lipoproteína
Una proteína de membrana externa
Una proteína periplasmática
Las proteínas
Contribuyen a proteger a la célula del
estrés oxidativo, calórico y osmótico
Células activan
una red modular
Mantener la
integridad
del DNA
Almacenar moléculas de reserva
Degradar macromoléculas para enriquecer el medio interno y externo
Generar un ambiente externo para favorecer la selección de GASP
Incrementar la resistencia de la célula para condiciones adversas
Reorganizar el metabolismo de la célula para las condiciones de ayuno
Justificación: Los genes
se modifican para
prevenir el daño
oxidativo y realizar una
reorganización
metábolica
Transcripción y traducción
Los genes
Disminuyen su transcripción y aumenta
genes para mantener la viabilidad de las
células en condiciones de ayuno
Depende del reemplazo del factor
de transcripción o^-70 en la
enzima RNA polimerasa por o^-s
El factor o^-70 es importante
para el crecimiento activo
El factor o^-s es un regulador
que incrementa su actividad
Estrés nutrimental
Choque osmótico
Disminución de pH
Traducción
Utilización de inhibidores
para la síntesis de proteínas
Disminución de la capacidad
de supervivencia de E. coli
Disminución de la formación
de dímeros de ribosomas 70S
Disminución de la poza total de
ribosomas debido a la
degradación de las proteínas
Disminución
de la fidelidad
Justificación: Las maquinarias de transcripción
y traducción se modifican en función del
tiempo de ayuno evidenciando en la
transcripción y síntesis de proteínas que
regulan la actividad de E. coli generando que
cambie a lo largo de toda la fase estacionaria