HASerra // Antibióticos Figura 4. Estructuras tipo encontradas en las paredes de distintos tipos de bacterias Gram positivas: Acido lipoteicoico Acido teicoico Enzima de resistencia Enzima de Transportador síntesis Proteína de infectividad Citosol: Presión osmótica alta Peptidoglicano (90% de la pared) Espacio periplasmático Membrana celular Gram negativas: Enzima de resistencia Porina Transportador Sistema de extrusión Enzima de síntesis Citosol: Presión osmótica baja Membrana externa Lipopolisacárido (LPS) Lipoproteína Peptidoglicano (10 % de la pared) Espacio perplasmático Membrana celular Microbacterias: Lipoarabinomanano Porina Membrana externa: Acidos micólicos Arabinogalactano Espiroquetas: Porina Fibrillas axiales Cubierta externa Enzima de síntesis Enzima de resistencia Anclaje de los mananos Transportador Peptidoglicano (10-20 % de la pared) Espacio periplasmático Membrana celular Transportador Enzima de síntesis Lipoproteína Peptidoglicano (50-60% de la pared) Espacio periplasmático Membrana celular dio, además aloja a los ribosomas 70S y a los gránulos de almacenamiento de polifosfato (moléculas de reserva energética). El material nuclear o nucleoide es una estructura muy organizada formada por un 80% de DNA; un 10% de RNA y un 10% de proteínas específicas, poliaminas y Mg 2+ . El DNA dúplex (que en E coli abarca cerca de unos 4 millones de pares de bases) se halla superenrollado negativamente a razón de un giro cada 100 pares y está ordenado en aproximadamente 400 porciones discretas o dominios autónomos sobre un RNA central, constituyendo el cromosoma bacteriano. En la mayoría de las bacterias, el cromosoma es único y el DNA es circular, pero hay excepciones. Todo el genoma esencial o vital (estructural y enzimático) está contenido en el DNA cromosómico, pero casi todas las bacterias presentan adicionalmente DNA extracromosómico. Estos trozos son los plásmidos; DNA capaz de llevar una existencia independiente o de integrarse, según la especie bacteriana, al cromosoma como un episoma (esta integración puede usar los integrones, ver abajo). Los plásmidos-episomas contienen entre 2 y 30 genes que codifican proteínas accesorias o de ventaja evolutiva (como las de resistencia) y también redundantes. Los cromosomas y plásmidos son unidades replicativas en sí mismas pues presentan una señal origen y los genes que codifican las enzimas necesarias para la replicación. Pero, además, los plásmidos pueden pasar por conjugación a otras bacterias, incluso de especies 16
distintas; esta propiedad depende de una secuencia llamada factor de transferencia (incluida en el plásmido) necesaria para activar los genes para replicar y transferir dicho plásmido. Todo el genoma bacteriano se halla en continua remodelación; esto es producto de los integrones y los transposones. Los integrones son sitios de recombinación particular o de incorporación de material plasmídico sobre el genoma que suelen darse entre zonas de secuencia homóloga; la recombinación depende de las integrasas-recombinasas, enzimas codificadas por un gen presente en el extremo 5´ del integrón, seguido de la zona de reconocimiento de recombinación attI1. Los transposones son fragmentos pequeños de DNA móviles o saltatorios que contienen genes de interés o elementos de regulación que transitan a lo largo del genoma. Los transposones, por acción de las transposasas-resolvasas pueden saltar (es decir el DNA se separa físicamente del cromosoma o plásmido a diferencia de la recombinación que permanece en contacto por un lazo o quiasma) sin necesidad de gran homo- Figura 5. Remodelación y dispersión de los genomas bacterianos mediante los procesos de integración, recombinación, transposición y conjugación. De este modo la información de interés se agrupa y ordena según necesidad o regulación; a la vez se transmite a la población bacteriana general en un ecosistema dado. Este mecanismo general es absolutamente funcional a la resistencia antibiótica en la microbiota en general sin importar si es patógena o no. Por conjugación una bacteria naive (S) recibe información mediante plásmidos desde bacterias cargadas (R); R se encarga de formar pili o tubos citoplásmicos que unen R y S, el plásmido presenta un factor de transferencia que modula la expresión de los genes para formar pili y replicar el plásmido que de ese modo pasa a S. Además de la conjugación, el material genético puede pasar a S por transducción (donde partículas infectantes de virus fagos portan dicho material junto o en vez del DNA viral) o por tansformación (donde el DNA es incorporado por S desde el medio de desarrollo). Integrón Plásmido Episoma Zona saltatoria al azar Cromosoma Integración Zona homóloga Transposón Factor de transferencia Conjugación Población bacteriana 17
