Modelos moleculares. Biotecnologia Molecular

Transcripción

1 Modelos moleculares Biotecnologia Molecular

2 Modelos Moleculares v Las especies modelo son una herramienta fundamental en algunas áreas de la investigación científica, ya que permiten realizar estudios sobre determinados caracteres y los resultados pueden ser extrapolados a otras especies.

3 Características de una especie modelo Fácil mantenimiento y manipulación en el laboratorio Ciclos de vida cortos Gran número de descendencia Disponibilidad de variabilidad fenotípica y genotípica Fenotipo de interés sencillo de observar o medir

4 Escherichia coli es un tipo de bacteria que ha sido utilizada durante décadas como organismo modelo y, con el surgimiento de la ingeniería genética, pasó a ser el organismo estrella de la disciplina del ADN recombinante. E. coli se utiliza, para obtener muchas copias de un fragmento de ADN de interés (amplificación), y para la fabricación de proteínas recombinantes a gran escala (la insulina humana). Los plásmidos de E.coli son importantes ya que contienen genes de interés biológico, como aquellos que determinan ventajas adaptativas (por ejemplo, resistencia a antibióticos) y son utilizados como vectores de clonación y de expresión en ingeniería genética

5 Reino Bacteria Filo Proteobacteria Clase Gammaproteobacteria Orden Enterobacteriales Familia Enterobacteriacea Género Escherichia Especie E.coli

6 Características Organismo procariota más estudiado Fue descrita por primera vez en 1885 por Theodore von Escherich, bacteriólogo alemán, quien la denominó Bacterium coli. Es un bacilo que reacciona negativamente a la tinción de Gram Anaerobio facultativo Móvil por flagelos peritricos No formador de esporas Fermenta glucosa y lactosa

7 Gram Negativo

8 La Escherichia coli, en su hábitat natural, vive en los intestinos de la mayor parte de los mamíferos Principal organismo anaerobio facultativo del sistema digestivo Organismo comensal ayuda a la absorción de nutrientes

9 Patogenia La Escherichia coli puede causar infecciones intestinales y extraintestinales generalmente graves. Infecciones del sistema excretor, cistitis, meningitis, peritonitis, mastitis, neumonía y septicemia.

10 Flora Normal Se distinguen seis cepas según su capacidad patógena (virotipos) Escherichia coli enteropatogénica (ECEP) Escherichia coli enterotoxigénica (ECET) Escherichia coli enteroinvasiva (ECEI) Escherichia coli enterohemorrágica o verotoxigénica (ECEH) Escherichia coli enteroagregativa (ECEA) Escherichia coli de adherencia difusa (ECAD)

11 Escherichia coli enteropatogénica (ECEP) Esta cepa causa diarrea en humanos, conejos, perros y caballos, al igual que la enterotoxigénica, pero la etiología y los mecanismos moleculares de colonización son diferentes. Carece de fimbrias, utiliza la proteína intimina, una adhesina para adherirse a las células intestinales.

12 Escherichia coli enterotoxigénica (ECET) Se parece mucho a Vibrio cholerae, se adhiere a la mucosa del intestino delgado, no la invade y elabora toxinas que producen diarrea. Produce diarrea no sanguinolenta en niños y adultos, sobre todo en paises en vias de desarrollo.

13 Escherichia coli enteroinvasiva Es inmóvil No fermenta la lactosa (ECEI) Invade el epitelio intestinal causando diarrea sanguinolenta en niños y adultos, libera el calcio en grandes cantidades impidiendo la solidificación ósea. (artritis y arterioesclerois)

14 E. coli enterohemorrágica (ECEH) Aparece en la década del 80 en casos esporádicos y en brotes epidémicos fundamentalmente en países desarrollados. El serotipo más observado en EE.UU., Europa y Japón ha sido O157 H7. La convención internacional de nomenclatura de patógenos ha recomendado el uso de STEC (Shiga Toxin Escherichia coli) para este grupo, debido a que estas bacterias producen una toxina citotóxica.

15 Escherichia coli enteroagregativa (ECEA) Sólo encontrada en humanos. Son llamadas enteroagregativas porque tienen fimbrias con las que aglutinan células en los cultivos de tejidos. Se unen a la mucosa intestinal causando diarrea acuosa sin fiebre. No son invasivas. Producen una toxina similar a la de las enterotoxigénicas

16 Escherichia coli de adherencia difusa (ECAD) Se adhiere a la totalidad de la superficie de las células epiteliales y habitualmente causa enfermedad en niños inmunológicamente no desarrollados o malnutridos. No se ha demostrado que pueda causar diarrea en niños mayores de un año de edad, ni en adultos y ancianos.

17 Kingdom: Fungi Phylum: Ascomycota Subphylum: Saccharomycota Class: Saccharomycetes Order: Saccharomycetales Family: Saccharomycetaceae Genus: Saccharomyces Species: S. cerevisiae

18 Saccharomyces cerevisiae Es una especie modelo perteneciente a los hongos unicelulares. Este organismo ha sido parte de la biotecnología desde los comienzos de la historia ya que es la levadura utilizada en la elaboración del pan, el vino y la cerveza, entre otros productos obtenidos por fermentación.

19 La levadura Saccharomyces cerevisiae es el microorganismo eucarionte ideal para estudios biológicos y genómicos, y ha resultado una herramienta poderosa para el entendimiento de los genes de organismos eucariontes superiores. La simplicidad de manipulación genética de la levadura permite que sea utilizada convenientemente para analizar la función de los productos génicos de organismos eucariontes superiores. En cuanto a su utilización biotecnológica como fábrica de moléculas recombinantes, la levadura es de gran utilización para la preparación de proteínas recombinantes de uso comercial.

20 S. cerevisiae ò S. cerevisiae tiene un tiempo de generación corto (doubling time hours at 30 C (86 F)) ò Fácil de cultivar.

21

22 Saccharomyces cerevisiae Especie de levadura Células son redondeadas a ovoides (5-10 um de diámetro) Se reproducen por un proceso que se llama germinación (budding)

23 Crecen aeróbicamente en glucosa, maltosa y no crecen en lactosa ni celulosa. Habilidad para crecer en distintas azúcares. Todas las cepas pueden usar amonia y urea como fuente de nitrógeno, pero no pueden usar nitrato. Levaduras tienen un requerimiento por fósforo, algunos metales son requeridos para un buen crecimiento de la levadura.

24 S. cerevisiae puede ser transformado por la adición de nuevos genes o delección atraves de recombinación. Comparte estructuras celulares internas de plantas y animales sin el alto porcentaje de DNA que no codifica.

25 S. cerevisiae fue el primer genoma eucariota completamente secuenciado El genoma salio al público en Abril 24,1996. Base de Datos del Genoma de Saccharomyces (SGD) Centro de Información para secuencias de proteínas (Munich) (MIPS)