Fase estacionaria en la bacteria Escherichia coli

Introducción
1. Curva de crecimiento
  1. Fase lag
    1. El tiempo necesario para reiniciar el ciclo celular después de un período de ayuno
  2. Fase exponencial
    1. Periodo en donde hay suficientes nutrimentos
  3. Fase de transición
    1. Inicia cuando disminuye los nutrimentos
  4. Fase estacionaria
    1. Número de células en el cultivo que no varían
      1. Periodo de crecimiento nulo
2. Las bacterias que no esporulan
  1. Respuesta al ayudo de nutrimental
    1. E. coli
      1. Modelo biológico
        Genético
        Bioquímico
        Funcional
    2. FS
      1. Estadio dinámico, el cual mantiene un metabolismo basal después de semanas de ayuno
Características generales de las células
1. FS
  1. Cambios en estructura y fisiología
    1. Disminución del volumen celular
      1. Fase de transición
      2. FS
    2. Bacterias toman un forma redonda
    3. Disminución de la síntesis de DNA, RNA y proteínas
    4. Aumento de la degradación de proteínas
    5. Reorganización del metabolismo y acumulación de compuesto de reserva
    6. Aumento del volumen del EP
      1. Citoplasma
      2. Envoltura nuclear
        Sufre una recomposición
      3. Bacterias
        Agregarse
    7. Membrana citoplasmática
      1. Composición
        Ácidos grasos
        Disminución de ácidos grasos
        Mono-insaturados
        Relación de fosfolípidos
        Aumento
        Poli-insaturados
        Ciclopropílicos
    8. Pared
      1. Aumenta el grosor del peptidoglicano
    9. Membrana externa
      1. Aumenta
        Lipopolisacáridos
        Lipoproteína NlpD
    10. Motilidad
      1. Aumenta el número de flagelos
2. 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
1. FS
  1. Muestran una gran heterogeneidad
    1. Densidad celular
    2. Integridad membranal
    3. Viabilidad
    4. Genotipo
    5. Mutabilidad
    6. Presencia de subpoblaciones
      1. Diferentes concentraciones de moléculas de reserva, poliaminas, agua libre y osmoprotectores
    7. Presencia de células con un número diferente de cromosomas
    8. Viabilidad
      1. Uso combinado de "pinzas" (optical tweezers)
        Para inmovilizar y organizar células
      2. 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
      3. 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
  2. La muerte celular se debe al daño por oxidación de proteínas, DNA y fosfolípidos
  3. La muerte celular se debe a la activación
    1. Sistemas antitoxina-toxina
      1. Consisten en un operón con dos genes
        EL primero codifica para una antitoxina
        El segundo para la toxina correspondiente
      2. 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
  4. La presencia de subpoblaciones hipermutable
    1. Hay un modelo que estudia las reversiones de Lac- a Lac +
      1. En un medio mínimo de glucosa o glicerol
    2. Las mutaciones adaptativas
      1. Presentan en células Lac-
2. 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
1. El metabolismo del DNA y la composición de proteínas del nucloide
  1. Estructura donde se localiza el DNA cromosomal
2. 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.
3. El nucloide de las bacterias
  1. Presentan
    1. DNA topoisomerasas y polimerasas
    2. RNA polimerasa
    3. Proteínas pequeñas
      1. Fis
      2. H-NS y su paráloga Stp A
      3. HU y su parpáloga IHF
      4. Que presentan un mayor cambio de concentración
        Fis
        Necesaria para el crecimiento exponencial
        DPs
        Contribuye a incrementar la resistencia celular al estrés oxidativo
4. Cuando la densidad celular es alta y los nutrimentos se agotan
  1. Inhibición del inicio de la replicación celular
5. La regulación genética depende de "quorum sensing"
Los genes que modifican su expresión en la fase estacionaria
1. Las características de las células
  1. En función
    1. Tiempo de ayuno
    2. Primer nutrimiento que se agota
    3. Cepa
    4. Condiciones de cultivo
2. RpoS
  1. Modulador de un regulón de la FS
3. Los genes o^-s
  1. Dependen de la cantidad y actividad de o^-s
  2. Forma una red modular con reguladores
    1. Disminución de nutrimientos específicos
4. Gen
  1. bol A
    1. Codificador para un regulador transcripcional que activa
      1. Expresión de las D
      2. D carboxipeptidasas
        PBP5
        PBP6
  2. osmB, osmC y osmY
    1. Codifican
      1. Una lipoproteína
      2. Una proteína de membrana externa
      3. Una proteína periplasmática
5. Las proteínas
  1. Contribuyen a proteger a la célula del estrés oxidativo, calórico y osmótico
6. Células activan una red modular
  1. Mantener la integridad del DNA
  2. Almacenar moléculas de reserva
  3. Degradar macromoléculas para enriquecer el medio interno y externo
  4. Generar un ambiente externo para favorecer la selección de GASP
  5. Incrementar la resistencia de la célula para condiciones adversas
  6. Reorganizar el metabolismo de la célula para las condiciones de ayuno
7. Justificación: Los genes se modifican para prevenir el daño oxidativo y realizar una reorganización metábolica
Transcripción y traducción
1. Los genes
  1. Disminuyen su transcripción y aumenta genes para mantener la viabilidad de las células en condiciones de ayuno
    1. Depende del reemplazo del factor de transcripción o^-70 en la enzima RNA polimerasa por o^-s
2. El factor o^-70 es importante para el crecimiento activo
3. El factor o^-s es un regulador que incrementa su actividad
  1. Estrés nutrimental
  2. Choque osmótico
  3. Disminución de pH
4. Traducción
  1. Utilización de inhibidores para la síntesis de proteínas
    1. Disminución de la capacidad de supervivencia de E. coli
  2. Disminución de la formación de dímeros de ribosomas 70S
  3. Disminución de la poza total de ribosomas debido a la degradación de las proteínas
  4. Disminución de la fidelidad
5. 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

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	Criado por nicol barriga mais de 7 anos atrás