Organismo anaeróbico facultativo
Seres que pueden respirar con y sin oxígeno
Las bacterias aeróbicas y anaeróbicas se pueden identificar cultivándolas en tubos de ensayo con caldo de tioglicolato :
1: Los aerobios obligados necesitan oxígeno porque no pueden fermentar ni respirar anaeróbicamente . Se reúnen en la parte superior del tubo, donde la concentración de oxígeno es más alta.
2: Los anaerobios obligados se envenenan con el oxígeno, por lo que se reúnen en la parte inferior del tubo, donde la concentración de oxígeno es más baja.
3: Los anaerobios facultativos pueden crecer con o sin oxígeno porque pueden metabolizar energía aeróbicamente o anaeróbicamente. Se reúnen principalmente en la parte superior porque la respiración aeróbica genera más ATP que la fermentación.
4: Los microaerófilos necesitan oxígeno porque no pueden fermentar ni respirar anaeróbicamente. Sin embargo, se envenenan con altas concentraciones de oxígeno. Se reúnen en la parte superior del tubo de ensayo, pero no en la parte superior.
5: Los anaerobios aerotolerantes no requieren oxígeno, ya que utilizan la fermentación para producir ATP. A diferencia de los anaerobios obligados, no se envenenan con el oxígeno. Se pueden encontrar distribuidos uniformemente a lo largo del tubo de ensayo.

Un organismo anaeróbico facultativo es un organismo que produce ATP mediante respiración aeróbica si hay oxígeno presente, pero es capaz de cambiar a fermentación si no hay oxígeno. [1] [2]

Algunos ejemplos de bacterias anaerobias facultativas son Staphylococcus spp. , [3] Escherichia coli , Salmonella , Listeria spp., [4] Shewanella oneidensis y Yersinia pestis . Ciertos eucariotas también son anaerobios facultativos, incluidos hongos como Saccharomyces cerevisiae [5] y muchos invertebrados acuáticos como los poliquetos nereidas . [6]

Se ha observado que en mutantes de Salmonella typhimurium que sufrieron mutaciones para ser aerobios o anaerobios obligados, había niveles variables de proteínas de remodelación de la cromatina. Más tarde se descubrió que los aerobios obligados tenían un gen de la subunidad A de la ADN girasa defectuoso ( gyrA ), mientras que los anaerobios obligados eran defectuosos en la topoisomerasa I ( topI ). Esto indica que la topoisomerasa I y su relajación asociada del ADN cromosómico son necesarias para la transcripción de genes necesarios para el crecimiento aeróbico, mientras que lo opuesto es cierto para la ADN girasa. [7] Además, en Escherichia coli K-12 se ha observado que la fosfofructoquinasa (PFK) existe como un dímero en condiciones aeróbicas y como un tetrámero en condiciones anaeróbicas. Dado el papel de PFK en la glucólisis, esto tiene implicaciones para el efecto del oxígeno en el metabolismo de la glucosa de E. coli K-12 en relación con el mecanismo del efecto Pasteur . [8] [9]

Puede existir una red central de factores de transcripción (TF) que incluya a los principales reguladores sensibles al oxígeno ArcA y FNR que controlan la adaptación de Escherichia coli a los cambios en la disponibilidad de oxígeno. Las actividades de estos dos reguladores son indicativas de efectos espaciales que pueden afectar la expresión génica en el rango microaeróbico. También se ha observado que estas proteínas sensibles al oxígeno están protegidas dentro del citoplasma por consumidores de oxígeno dentro de la membrana celular, conocidos como oxidasas terminales. [10]

Funciones

Los anaerobios facultativos pueden crecer tanto en presencia como en ausencia de oxígeno debido a la expresión de cadenas respiratorias aeróbicas y anaeróbicas que utilizan oxígeno o un aceptor de electrones alternativo. [11] Por ejemplo, en ausencia de oxígeno, E. coli puede utilizar fumarato , nitrato , nitrito , dimetilsulfóxido u óxido de trimetilamina como aceptores de electrones. [11] Esta flexibilidad permite que los anaerobios facultativos sobrevivan en varios entornos y en entornos con condiciones que cambian con frecuencia. [1]

Varias especies de protistas utilizan un metabolismo anaeróbico facultativo para mejorar su producción de ATP, y algunas pueden producir dihidrógeno a través de este proceso. [12]

Como patógenos

Dado que los anaerobios facultativos pueden crecer tanto en presencia como en ausencia de oxígeno, pueden sobrevivir en muchos entornos diferentes, adaptarse fácilmente a condiciones cambiantes y, por lo tanto, tienen una ventaja selectiva sobre otras bacterias. Como resultado, la mayoría de los patógenos potencialmente mortales son anaerobios facultativos. [1]

La capacidad de los patógenos anaeróbicos facultativos de sobrevivir sin oxígeno es importante, ya que se ha demostrado que su infección reduce los niveles de oxígeno en el tejido intestinal de su huésped. [13] Además, la capacidad de los anaerobios facultativos de limitar los niveles de oxígeno en los sitios de infección es beneficiosa para ellos y otras bacterias, ya que el dioxígeno puede formar especies reactivas de oxígeno (ROS). Estas especies son tóxicas para las bacterias y pueden dañar su ADN, entre otros componentes. [1]

Ejemplos de anaerobios facultativos patógenos.

Véase también

Referencias

  1. ^ abcd André, Antonin C.; Debande, Lorine; Marteyn, Benoit S. (agosto de 2021). "La ventaja selectiva de los anaerobios facultativos se basa en su capacidad única para hacer frente a los cambios en los niveles de oxígeno durante la infección". Microbiología celular . 23 (8): e13338. doi : 10.1111/cmi.13338 . ISSN  1462-5814. PMID  33813807. S2CID  233027658.
  2. ^ Müller, Volker (19 de abril de 2001). "Fermentación bacteriana". eLS . doi : 10.1038/npg.els.0001415. ISBN 9780470016176.
  3. ^ Ryan KJ; Ray CG, eds. (2004). Sherris Medical Microbiology (4.ª ed.). McGraw Hill. págs. 261–271, 273–296. ISBN 0-8385-8529-9.
  4. ^ Singleton P (1999). Bacterias en biología, biotecnología y medicina (5.ª ed.). Wiley. págs. 444–454. ISBN 0-471-98880-4.
  5. ^ Carlile MJ, Watkinson SC, Gooday GW (2001). Los hongos (2.ª ed.). Academic Press. págs. 85-105. ISBN 0-12-738446-4.
  6. ^ Schöttler, U. (30 de noviembre de 1979). "Sobre el metabolismo anaeróbico de tres especies de Nereis (Annelida)" (PDF) . Marine Ecology Progress Series . 1 : 249–54. Bibcode :1979MEPS....1..249S. doi : 10.3354/meps001249 . ISSN  1616-1599 . Consultado el 14 de febrero de 2010 .
  7. ^ Yamamoto, N., y Droffner, ML (1985). Mecanismos que determinan el crecimiento aeróbico o anaeróbico en el anaerobio facultativo Salmonella typhimurium. Actas de la Academia Nacional de Ciencias , 82 (7), 2077-2081. https://doi.org/10.1073/pnas.82.7.2077
  8. ^ Doelle, HW (1974). Fosfofructocinasa dimérica y tetramérica y el efecto Pasteur en Escherichia coli K-12. FEBS Lett , 49 (2), 220-222. PII: 0014-5793(74)80516-8 ( core.ac.uk )
  9. ^ Pasteur L. (1857). "Mémoire sur la fermentation applée lactique" [Disertación sobre la fermentación llamada láctica]. Comptes rendus de l'Académie des Sciences (en francés). 45 (913–916): 1032–1036.
  10. ^ Rolfe, MD, Ocone, A., Stapleton, MR, Hall, S., Trotter, EW, Poole, RK, ... y Green, J. (2012). Análisis de sistemas de las actividades de los factores de transcripción en entornos con concentraciones de oxígeno estables y dinámicas. Open biology , 2 (7), 120091. https://doi.org/10.1098/rsob.120091
  11. ^ ab Unden, Gottfried; Trageser, Martin (1991). "Expresión génica regulada por oxígeno en Escherichia coli: control de la respiración anaeróbica por la proteína FNR". Antonie van Leeuwenhoek . 59 (2): 65–76. doi :10.1007/BF00445650. ISSN  0003-6072. PMID  1854188. S2CID  33083164.
  12. ^ Ginger, Michael L.; Fritz-Laylin, Lillian K.; Fulton, Chandler; Cande, W. Zacheus; Dawson, Scott C. (1 de diciembre de 2010). "Metabolismo intermediario en protistos: una visión basada en secuencias del metabolismo anaeróbico facultativo en eucariotas evolutivamente diversos". Protis . 161 (5): 642–671. doi :10.1016/j.protis.2010.09.001. ISSN  1434-4610. PMC 3021972 . PMID  21036663. 
  13. ^ Jennewein, Jonas; Matuszak, Jasmin; Walter, Steffi; Felmy, Boas; Gendera, Kathrin; Schatz, Valentin; Nowottny, Monika; Liebsch, Gregor; Hensel, Michael; Hardt, Wolf-Dietrich; Gerlach, Roman G.; Jantsch, Jonathan (diciembre de 2015). "Las bajas tensiones de oxígeno encontradas en el tejido intestinal infectado por S almonella estimulan la replicación de S almonella en macrófagos al perjudicar la actividad antimicrobiana y aumentar la virulencia de S almonella: hipoxia y replicación de Salmonella". Microbiología celular . 17 (12): 1833–1847. doi : 10.1111/cmi.12476 . PMID  26104016.
  • Bacterias anaerobias facultativas
  • Bacterias anaerobias obligadas
  • Bacterias anaeróbicas y bacterias anaeróbicas en la descomposición (estabilización) de la materia orgánica. Archivado el 5 de febrero de 2009 en Wayback Machine.
Obtenido de "https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Organismo_anaeróbico_facultativo&oldid=1249238437"