Bacterias Bioluminiscentes

1.- INTRODUCCIÓN

Estas bacterias se consideran desde el punto de vista metabólico iguales que las enterocbacterias, pero no voamos a hablar de metabolismo bacteriano (por que no es lo mío y porque no sabría hacerlo desde un punto de vista didáctico).

Dentro de este título de bacterias bioluminiscentes, encontramos 2 géneros bacterianos muy importantes:

• Vibrium
  

• Fotobacterium
  

: Bacilos rectos que presentan de 1 a 3 flagelos.


1.1 Vibrium

Son bacilos curvados, que presentan un flagelo polar recubierto.




Imagen de Vibrio cholera al electrónico

Entre las bacterias del Género Vibrium, el más importante desde el punto de vista médico es Vibrio cholera, causante del cólera. Esta enfermedad se transmite por aguas contaminadas por heces. La bacteria sintetiza una toxina denominada toxina colérica que se une a las células del epitelio intestinal, produciéndose una pérdida de agua hacia el intestino, como consecuencia, se produce la deshidratación del individuo y la presencia de unas heces acuosas.


2.- BIOLUMINISCENCIA

Se trata de la emisión de luz de color azulado usando Oxígeno (O2) como componente necesario para la emisión lumínica. Esta emisión comienza cuando el cultivo ha llegado a la fase estacionaria (en la fase de crecimiento exponencial tardía) y existe una masa considerable de células.


2.1 BIOQUÍMICA DE LA BIOLUMINISCENCIA

La emisión de luz se debe a la presencia de la enzima luciferasa (que en realidad no es más que una monoxigenasa). El proceso básico consiste en la desviación de los electrones al llegar a la cadena trasportadora de electrones. La luciferasa los cederá al Oxígeno y esto produce la emisión de luz.

REACCIÓN GLOBAL

La reacción queda como sigue:


FMNH2 + RCHO + O2 --------------------------> FMN + H20 + RCOOH + Luz.




Gráfico resumen del modo de actuación de la Luciferasa


2.2 RELACIÓN CON LA DENSIDAD DE BACTERIAS

Para que se activen los genes que hacen falta para activar a la enzima Luciferasa, es necesario que se acumule una sustancia sintetizada por la propia bacteria (autoinductor). Hasta que no exista en el medio una determinada concentración de este autoinductor, no se produce luz.

Se trata de un mecanismo de regulación denominado "quorum sensing". Un inductor sería por ejemplo la homoserinolactona.




Imagen de la estructura de la homoserinalactona y a su lado cómo se descubre la existencia de estos microorganismos en un calamar

Existen 2 unidades transcripcionales:

• Varios genes

: I,C,D,A,B y C[/list]

• Gen R o Regulador

Se transcribe en dirección contraria a los restantes.

El Gen I sintetiza el autoinductor (homoserinalactona) continuamente a baja velocidad. Cuando el autoinductor alcanza una concentración determinada, pasa de una bacteria a otra, siendo capaz de unirse al producto del Gen R, que también se transcribe constitutivamente, y de esta manera, al unirse al Gen R, lo inhibe.

Una vez se forma el complejo I-R, que se une a la zona del comienzo del ADN, se activa la transcripción de todos los genes Lux (es decir, aquellos que van a dar lugar a la proteína enzima luciferasa, encargada de producir la luz).


3. ECOLOGÍA

Son bacterias que habitan en ambientes marinos y pueden encontrarse formando colonias o bien libres. Pueden realizar simbiosis con algunos cefalópodos, como son el caso de sepias y calamares.

Veo que ha levantadi expectación.

Pues para mi si Tyndal, todo este mundo me parece fascinante, no se de que modo pueden aprovechar los cefalópodos esta simbiosis a modo de linternas para localizar comida, donde tienen el beneficio?!

Saludos!

Los cefalópdos lo utilizan a modo de comunicación intraespecífica. Es decir, la ventaja evolutiva es que se pueden comunicar entre ellos sabiendo que el vecino se va a enterar de tu conversación. Parece ser que también influyen en la conducta de apareamiento, de tal manera que detrás del cortejo existe todo un ritual elaborado de cambios de color en la intensidad lumínica.

No sé muy bien como (desconozco también si el fenómenos está estudiado), pero a las bacterias les sirve de cobijo y el animal le confiere esa ventaja adaptativa, aparte de que como te digo, según parece el cefalópodo se guarda la capacidad de regular la cantidad de luz que emite, pero como te digo, eso ya no sé en función de que mecanismos biomoleculares se produce.