Streptomyces

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  Streptomyces   Bienvenido a Departamento de Salud  

Género más extenso de actinobacterias

Streptomyces coelicolor[1]

Streptomyces es el género más extenso de actinobacterias, un grupo de bacterias gram positivas de contenido GC generalmente alto. Se encuentran predominantemente en suelos y en la vegetación descompuesta y la mayoría produce esporas (también denominadas conidios) en los extremos de las hifas aéreas. Se distinguen por el olor a «tierra húmeda» que desprenden, resultado de la producción de un metabolito volátil, la geosmina (S. coelicolor).[2]El olor característico a lluvia, llamado petricor, no es causado por gusanos, sino por compuestos químicos liberados por bacterias y hongos del suelo, especialmente la geosmina producida por Streptomyces. Cuando la lluvia cae, estos compuestos se dispersan en el aire, creando ese aroma tan agradable. Los gusanos de humedad, por otro lado, son atraídos por la humedad y no producen el olor a lluvia.

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La geosmina es una sustancia química que produce un olor característico a tierra mojada, especialmente después de la lluvia. Es producida por bacterias y hongos que viven en el suelo, como Streptomyces coelicolor y algunas cianobacterias. El término "geosmina" proviene del griego y significa "aroma de la tierra.

Las especies del género Streptomyces se caracterizan por poseer un metabolismo secundario (rutas metabólicas no requeridas para la supervivencia) complejo. Producen numerosos antibióticos de uso clínico como estreptomicina, ácido clavulánico, neomicina, cloranfenicol, etc. Streptomyces es raramente patógenos, aunque pueden producir infecciones en humanos, tales como micetoma por S. somaliensis y S. sudanensis. En las plantas, S. caviscabies y S. scabies ocasionan costras. También a partir de ellos, concretamente de S. avermectilis se sintetizó toda una familia de insecticidas: las avermectinas.

Genómica

El genoma completo de S. coelicolor A3(2)[3], fue publicado en 2002. En esa fecha era el genoma bacteriano más grande conocido. La secuencia genómica de S. avermitilis fue completada en 2003.3 Este fue el primer genoma secuenciado de un microorganismo de uso industrial. Ambos genomas tienen un único cromosoma lineal, en contraste con la mayoría del resto de las bacterias que contienen cromosomas circulares. La secuencia genómica de S. scabies, una especie que causa costras en la patata, ha sido completada recientemente.

Biotecnología

En los últimos años, Streptomyces spp. ha sido objeto de investigaciones en biotecnología para la producción de proteínas recombinantes humanas. Tradicionalmente, escherichia coli era la especie de elección para albergar genes eucariotas puesto que es una bacteria bien conocida y fácil de trabajar. Sin embargo, E. coli introduce algunos problemas tales como una glicosilación incorrecta (o una ausencia de la misma) y un plegamiento proteínico incorrecto, resultando en insolubilidad y pérdida de bioactividad del producto. Streptomyces spp., por otro lado, tiene la habilidad de secretar proteínas recombinantes correctamente plegadas en el medio de producción, lo que simplifica los pasos subsecuentes de purificación. Estas características, entre otras, hacen de Streptomyces spp. una alternativa más atractiva que otras bacterias como E. coli y Bacillus subtilis.[4]

Usos en medicina

Streptomyces es el género que produce el mayor número de antibióticos, tanto bactericidas como fungicidas, y también un amplio rango de compuestos bioactivos como inmunosupresores.[5]

Antibióticos antifúngicos

  • Nistatina (S. noursei)
  • Anfotericina B (S. nodosus)
  • Pimaricina (S. natalensis)

Antibióticos antibacterianos

  • Eritromicina (S. erythreus)
Saccharopolyspora erythraea, anteriormente conocido como Streptomyces erythraeus, es una especie de bacteria del orden Actinomycetes, dentro del género Saccharopolyspora. Saccharopolyspora erythraea es conocido por la producción del antibiótico macrólido eritromicina. El Citocromo P450 eryF (CYP107A1) original de la bacteria es el responsable de la biosintesis del antibiótico por la hidroxilación de C6 del macrólido 6-deoxieritronolida B. El genoma secuenciado de la Saccharopolyspora erythraea comprende 8.212.805 pares de bases, las cuales codifican 7264 genes. El genoma es circular, como el de los Actinomycetales patógenos Mycobacterium tuberculosis y Corynebacterium diphtheriae, a diferencia de los cromosomas lineales del Streptomyces coelicolor A3 y el estrechamente relacionado Streptomyces avermitilis. El genoma del S. erythraea contiene al menos 25 grupos de genes para la producción de metabolitos secundarios conocidos o predichos para conferir resistencia a un rango de antibióticos comunes y muchas series de genes duplicados para soportar su estilo de vida saprofito. La disponibilidad de la secuencia genómica del S. erythraea proveera mejor entendimiento de su biología y facilitará el desarrollo racional de cepas que mejoren la producción de antibioticos de importancia clínica.[6]

Imagen: Effect of sonication on S. erythraea mycelia. Untreated vegetatively grown mycelia (left) and mycelia subjected to 60 sonication pulses (right). /Fuente: Sonication-Dependent Electroporation of the Erythromycin-Producing Bacterium Saccharopolyspora erythraea / http://aem.asm.org/content/64/4/1580.full

  • Espiramicina (Streptomyces ambofaciens)
Colonia de Streptomyces ambofaciens/[7]
  • Neomicina (Streptomyces fradiae)
  • Estreptomicina (Streptomyces griseus)
  • Kanamicina (Streptomyces kanamyceticus)
  • Tetraciclina (Streptomyces rimosus)
Streptomyces rimosus/autor: Gruiz Katalin
  • Vancomicina (Streptomyces orientalis)
  • Rifamicina (Streptomyces mediterranei)
  • Cloranfenicol (Streptomyces venezuelae)
Streptomyces venezuelae, el primer antibiótico a ser fabricado sintéticamente a gran escala, se derivó originalmente de S. venezuelae.[8]
  • Daptomicina (Streptomyces roseosporus)

Antiparasitarios

  • Ivermectina (S. avermitilis)

Inmunosupresores

  • Tacrolimus (S. tsukubaensis)
  • Sirolimus (S. hygroscopicus)
La Rapamicina, también conocida como Sirolimus. Streptomyces Hygroscopicus de Rapa Nui.

Pizarra

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Streptomyces coelicolor[9]

El olor a lluvia es producido por la bacteria Streptomyces coelicolor

Ese inconfundible perfume que libera la tierra al detener las primeras gotas de una lluvia se llama geosmina, un compuesto químico producido por la bacteria Streptomyces coelicolor. El olor a tierra mojada es, en realidad, el olor de esta bacteria al hidratarse.

  • Muchos animales, desde insectos hasta camellos, navegan las zonas secas con la geosmina como brújula.
  • Algunas plantas han aprendido a imitar su aroma y así atraer a los insectos y engañarlos para que las polinicen.
  • El olfato humano es tan sensible a la geosmina que puede detectar una de sus moléculas diluida en 200.000 moléculas de aire.

Fuentes y Enlaces de Interés

  1. Streptomyces coelicolor colony
  2. Madigan M; Martinko J (editors). (2005). Brock Biology of Microorganisms (11th ed. edición). Prentice Hall. ISBN 0-13-144329-1.
  3. Bentley SD, et al. (2002). «Complete genome sequence of the model actinomycete "Streptomyces coelicolor" A3(2).». Nature 417: 141–147. PMID 12000953.
  4. wikipedia/Streptomyces
  5. wikipedia/Streptomyces
  6. wikipedia/Saccharopolyspora_erythraea
  7. microbiologysociety.org/The smell of the soil/7may 2015
  8. academic.pgcc.edu/kroberts/High G+C Gram-Positive Bacteria
  9. Streptomyces coelicolor colony

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