Riboswitch regulates RNA Las bacterias son seres perfectos para adaptarse a distintos nichos ecológicos, y esto significa que han perfeccionado la capacidad de no desperdiciar nada en procesos del RNA y las proteínas, así como el detectar y responder a las condiciones. Se ha tenido cada vez más claro que el responsable de estas capacidades en la bacteria es la base-RNA, pero se ha reportado que la regulación de esta base está contralada por otras, estos son los ‘riboswitches’, proteínas unidas al RNA. Un ejemplo es el control del metabolismo de la etanolamina que es usada como fuente de carbono y nitrógeno para especies de bacterias patógenas. Estas bacterias necesitan de genes necesarios para el catabolismo de la etanolamina y hay un promotor para ello, una unidad llamada eut operón, el cual se expresará con la ayuda de dos nutrientes: sustrato de etanolamina y la vitamina B12. Se encontró el complejo proceso de esta base de RNA que controla el metabolismo de la etanolamina en respuesta de las señales de estos nutrientes. La etanolamina es detectada por una quinasa histidina, EutW, que fosforila y activa una proteína unida al RNA , la EutV, la cual se une a las horquillas del RNA y detiene la formación de dímeros de horquillas del RNA para cancelar la transcripción de operones eut. Por consiguiente, EutV estará activo y disponible y los genes de la etanolamina se expresarán. Lo interesante está en cómo el sistema usa un ‘riboswitch’ para dar señal de integrar la vitamina B12 en el control del sistema, el cual regula la disponibilidad de EutV. Un riboswitch es un parte del mRNA al cual pueden unirse pequeñas moléculas que afectan la actividad del gen. Así, un mRNA que tenga un riboswitch estará implicado en la regulación de su propia actividad dependiendo de la presencia o ausencia de una molécula señalizadora. Los que reconocen a la vitamina B12 han sido los más estudiados. En caso de no estar presente, ocurriría que el simple RNA tendría un RNA no codificante provocando el secuestro del proteína EutV evitando la estimulación de la síntesis de la etanolamina. Lo que hará la vitamina B12 será activar el catabolismo de este nutriente bloqueando la actividad de este RNA no codificado. Hay otras formas en las que las bacterias explotan a los riboswitches para modular la estructura y función del RNA en respuesta de ligandos específicos, por ejemplo, se encontraron dos riboswitches S-adenosilmetionina que van a controlar la expresión del regulador de virulencia PrfA actuando como RNAs no codificantes. La vitamina B12 en bacterias Listeria controla el metabolismo de su nutriente propanodiol pues es un cofactor de enzimas para este catabolismo. También, el riboswitch de la vitamina B12 controla la transcripción de un RNA antisentido AspocR. Este es un regulador negativo del factor de transcripción PocR. En ausencia de la vitamina se inhibe la expresión de PocR, inhibiendo a su vez la activación del catabolismo del propanodiol. Sin la presencia tanto del sustrato, ya sea etanolamina o propanodiol, como de la vitamina el metabolismo no tendría lugar. Por otro lado, se ha estudiado, aunque poco las proteínas ANTAR sabiendo que se regulan de manera distinta, por ejemplo, la proteína AmiR de ANTAR es controlada por una proteína inhibidora; la proteína AmiC es regulada por un ligando, la proteína NasR por una pequeña molécula reguladora. Los autores dicen que esperaría que cada ANTAR funcionara de manera reversible, y resulta que es así pues se desfosforilan cuando la señal de inducción está ausente. El mundo de los reguladores RNA está intrínsecamente interrelacionado, sin límites claros de separación de RNAs reguladores, de los sitios donde se unen las proteínas al RNA y de los riboswitches. Cada combinación es posible, y cada uno de las proteínas reguladores RNA unidas está probablemente sujeta a múltiples niveles de regulación por RNAs.
Breathing the unbreathable Los organohaluros son productos químicos muy versátilesque contienen al menos un átomo de carbono unido a un halógeno tal como cloro, bromo, flúor o yodo. Incluyen el tetracloroeteno (PCE), el tricloroetileno (TCE) y clorofluorocarbonos (CFC), así como compuestos antiadherentes como el teflón. Estos compuestos son produciones por emisiones volcánicas y rayos; además organismos los producen como hormonas, moléculas señalizadoras o para defensa propia. Lo fascinante es que hay bacterias que pueden descomponer estos organohaluros contaminantes. De hecho, se sabe que la Sulfurospirillum multivorans cataliza la escisión del enlace carbono-halógeno en PCE y TCE, lo que da un idea sobre la comprensión de estas reacciones desintoxicantes. Con esto, al saber que actualmente hay una gran cantidad de organohaluros presentes en el ambiente provocado principalmente por las emisiones industriales, y que son gases tóxicos que están situándose en distintas partes del mundo, se quiere trabajar con estas comunidades microbionas que respiran organohaluros así como nosotros respiramos oxígeno. Estos descubrimientos son relativamente recientes, y se ha visto que durante el proceso metabólico de estas bacterias se elimina la espina dorsal orgánica del compuesto, esto es una deshalogenación lo que hace que la molécula deje de ser tóxica además de aumentar su solubilidad en agua. La filogenia de estas bacterias es bastante diversa y se encuentran, según los autores, en todo el planeta, tanto en acuíferos de agua dulce como en sedimentos marinos. A la fecha se siguen descubriendo bacterias. Es muy interesante que haya bacterias que tienen además de los organohaluros otras opciones de respiración, pero hay otras que es su única forma de vida. Los ambientes en los que crecen son comunes en la naturaleza y afortunadamente son fáciles de establecerse en sedimentos y en el subsuelo. Pero además de ser diversas bacterias, tienen una extraordinaria diversidad de genes que codifican para las enzimas que catalizan la deshalogenación. Hay cientos de miles de genes para las deshalogenasas. Sin embargo, aún se desconocen los sustratos para estas enzimas. Científicos han determinado algunos sustratos para apenas un puñado de estas enzimas, pues es muy difícil hacer crecer y manipular estos organismos y sus genomas. Hay deshalogenasas que requieren de la ayuda de cofactores para ayudar a realizar la reacción, incluyendo variantes de la vitamina B12 que albergan un átomo de cobalto necesario para romper la unión carbono-halógeno. Hay organismos que dependen de otros para poder sintetizar la vitamina B12 y por ende su supervivencia. Se demostró que las vitaminas altamente reactivas que contienen cobalto están protegidas por enzimas. Si se conoce el mecanismo de estas enzimas se podría conocer el sitio activo de la enzima facilitando la remodelación de la estructura para que funcionen con nuevos sustratos, incluyendo algunos de los más tóxicos y persistentes organohaluros. Hay una publicación en la que se describe la estructura y el mecanismo de deshalogenasas con vitamina similar a la B12, que se encuentran en microbios aerobios. Con el estudio de estas nuevas estructuras se puede comenzar a revelar la relación que hay entre las secuencias y las preferencias de sustrato de las bacterias. La comprensión de esto es crucial para un efectivo manejo de los sitios contaminados. Pero estos descubrimientos no solo traen implicaciones en los problemas ambientales; se sabe que estas deshalogenasas codificadas por los genes de estas bacterias toman un papel muy importante en el ciclo del halógeno global.
Riboswitch regulates RNA Un aspecto muy relevante de las bacterias es su capacidad de adaptarse y de responder de manera muy eficiente a distintos, variados y cambiantes medios. Han desarrollado de manera perfecta la capacidad de aprovechar casi todo lo que esté disponible, para así reducir al máximo el desperdicio de RNA y de proteínas en procesos innecesarios. La regulación por RNA es un importante factor para la respuesta de las bacterias a estos cambios ambientales. Se ha encontrado un tipo de adaptación en donde una regulación basada en RNA es controlada por otra igual, esto apunta al verdadero papel que juegan las moléculas que forman parte del RNA mensajero (riboswitch), las proteínas de unión de RNA y los RNAs no codificantes, en la expresión genética. Los riboswitches son elementos de RNA detectores de metabolitos. Estos son capaces de regular la terminación de trascripción o de inhibir el inicio de traducción. Se ha observado y estudiado la manera en la que las bacterias explotan al máximo estos riboswitches para modular y regular las funciones y estructuras de RNA en respuesta a ligandos específicos.
Breathing the unbreathable Los haluros orgánicos, conformados por al menos un átomo de carbono unido a un halógeno, se encuentran en la Tierra de manera natural en las emisiones volcánicas, las emisiones de relámpagos e incluso como hormonas, moléculas señaladoras y como mecanismos de defensa producidos por animales, plantas y microorganismos Hay microorganismos capaces de degradar haluros contaminantes, a través de reacciones desintoxicantes. Los haluros pueden llegar a ser tóxicos, son altamente estables y poco solubles en agua, a la vez son capaces de persistir en el ambiente acumulándose en sedimentos, membranas celulares y en tejidos adiposos. Debido al su mal manejo en su producción industrial, en el mundo, hay una enorme cantidad de lugares contaminados por estos compuestos. Desde hace 50 años, se sabe que hay comunidades anaerobias microbianas capaces de deshalogenar a estos compuestos, llevado a cabo una desintoxicación de dichos contaminantes. Esta reducción es posible ya que muchos microrganismos anaerobios utilizan la energía presente en los enlaces de carbono-halógeno. Utilizan a los haluros como terminales receptoras de electrones en su metabolismo, en la respiración los radicales halogenados de estos compuestos son removidos del esqueleto orgánico. Esta deshalogenación puede originar una molécula no tóxica, soluble en agua. El uso industrial de estos microrganismos para la bioremediación se desarrolla rápido. Los microorganismos que metabolizan estos compuestos tienen una filogenia muy diversa, pueden encontrarse en mantos acuíferos y en sedimentos marinos. Para muchos de ellos, los haluros de este tipo son sólo uno de los numerosos compuestos que pueden utilizar para realizar respiración anaerobia, pero para otros es la única como anaerobios. Hay una gran cantidad de genes codificantes para las enzimas que catalizan esta deshalogenación reductora. Este tipo de estudios, juntos con otros, son fundamentales para el desarrollo del uso de estos microorganismos como bioremediadores y para el buen manejo de sitios contaminados, de la misma manera estas investigaciones tienen implicaciones en aspectos moleculares dentro del ciclo de los halógenos a nivel enzimático.
Breathing the unbreathable Hace apenas 30 años se pudo encontrar microorganismos anaeróbicos capaces de crecer a partir de la energía presente de la ruptura de los enlaces en un halocarburo. Este hallazgo ha permitido que en la industria rápidamente se puedan utilizar estas bacterias para poder degradar el cloro o deshalogenar el tetracloroeteno (PCE) y el tricloroetileno (TCE). A partir de la deshalogenación que llevan a cabo estos microorganismos y como parte de su respiración se puede dar origen a una molécula soluble en agua que ya no es tóxica. Es muy interesante que estas bacterias se puedan llevar a cabo su respiración a partir de halocarburos, y que dentro de estas mismas haya una variedad bacterias que encuentre tóxico el oxígeno. Entonces es muy sencillo poder encontrarlas en la naturaleza como en sedimentos y en la por debajo de la superficie para llevar a cabo estas reacciones. Dentro de esta variedad de bacterias anaeróbicas se puede encontrar, de igual forma, una diversidad de genes que pueden codificar las enzimas que catalizan la deshalogenación reductora. Aunque es un poco difícil poder crecer estas bacterias ya que todavía no se conocen los sustratos para las enzimas. Si se han descubierto bacterias capaces de dar origen a moléculas no tóxicas y solubles en agua a partir de haluros de carbono, sería interesante poder llevar a cabo más investigaciones que encuentren los sustratos adecuados para estas. Así utilizando a las bacterias como una posible solución para descontaminar zonas que contienen estos haluros.
Riboswitch regulates RNA Sabemos que las bacterias se adaptan muy bien a los ambientes tales como el intestino humano y gracias a ello pueden aprovechar todos los nutrientes que hay en el espacio. Nos dice el artículo que gracias a su buena adaptación en todos los ambientes han perfeccionado su aprovechamiento de nutrientes disponibles y así no desperdiciar proteínas y de RNA. Sabemos que la base-RNA es el proceso por el cual las bacterias tienen la capacidad de adaptarse a un medio, sin embargo, nos dice que esta regulación de la base es controlada por otras más llamadas ‘’Riboswitches’’, estos son proteínas que se encuentran unidas al RNA y detectores de metabolitos. Son encargados de regular la transcripción o de poder inhibir la traducción. Los Riboswitches son explotadas por las materias para modular y regular funciones y estructuras de RNA.
Riboswitch regulates RNA Las bacterias pueden adaptarse a distintos nichos ecológicos, como es el intestino humano, su capacidad para sobrevivir en diferentes ambientes se debe a su capacidad de no desperdiciar recursos formando RNA ó proteínas innecesarias, además de poder detectar cuando cambian las condiciones para realizar procesos, dejando en claro que la regulación por RNA juega un papel importante en la adaptación de las bacterias. Debroy y Mellin reportan un nuevo tipo de regulación basado en RNA, encontrando un papel importante por parte de los riboswitches: por una parte el RNA proporciona proteínas, y el RNA no codificado controla la expresión génica por medio de unión de fuerzas. Debroy y Mellin investigaron la utilización regulada de etanolamina como fuente de carbono y nitrógeno en el Enterococcus faecalis y en Listeria monocytogenes. Los genes necesarios para el catabolismo de etanolamina se agrupan juntos en el genoma bacteriano, con la mayoría de ellos bajo el control de un promotor individual. Esta unidad, llamado el operón Eut, está presente en un amplio espectro de especies bacterianas. La etanolamina es detectada directamente por EutW, una histidina quinasa. EutW, a su vez, fosforila y de ese modo se activa EutV, un riboswitch regula la proteína de unión de ARN. EutV se une al ARN y actúa como un anti-terminador, por lo tanto, cuando EutV está activo y disponible, los genes del metabolismo de etanolamina se expresan. La sorpresa surge de cómo este sistema utiliza un riboswitch para integrar una señal de vitamina B 12 en este sistema. Un riboswitch es un metabolito de detección de RNA, elemento predominante presente en la 5’ región no traducida del mRNA. Los riboswitches que reconocen la vitamina B12 y conducen a la baja regulación de la vitamina B12, que son los genes de síntesis fueron de los primeros en ser estudiados. Para estos, la vitamina B 12 actúa como un interruptor de parada -cuando la vitamina B12 es abundante, no se necesita más vitamina B12 de síntesis. Debroy y Mellin reportaron una vitamina B12 riboswitch que regula la terminación de la transcripción de la misma manera como un interruptor de vitamina B12 clásica. Sin embargo, el ARN hecho en ausencia de vitamina B12 tiene un papel único. En lugar de codificar una proteína, la transcripción produce en ausencia de vitamina B12 un ARN no codificante que retiene activación de la proteína EutV. Para que la regulación trabaje con eficacia, el ARN de valoración debe ser abundante y / o deben tener una mayor afinidad que el objetivo de RNs para la proteína reguladora, pero también debe tener alguna manera de ser eliminado cuando ya no sean necesarios. El mundo de los ARN reguladores está estrechamente interrelacionado, sin límites claros entre ARNs reguladores, sitios para las proteínas de unión de ARN y riboswitches cisacting. Cada combinación es posible y probablemente estén sujetos a múltiples niveles de regulación por parte de ARN.
Breathing the unbreathable La mayoria de los haluros orgánicos suelen ser tóxicos para el ambiente y para algunos seres vivos aerobios, sin embargo hay bacterias que pueden sintetizar su material orgánico apartir de estos compuestos y como resultados desintoxicar el medio en el que se encuentran. Hace 20-30 años se había reportado que algunas bacterias anaerobias podrían utilizar estos compuestos, sin embargo, no se habían identificado a las responsables de esta deshalogenación, hasta hace unos pocos años. Esto dio pie a investigaciones, a que esto representaría una gran uso para la desintoxicación de varios de los residuos de la industria. Se ha visto que los organismos que tienen la capacidad de utilizar los haluros orgánicos contienen genes que codifican para una enzima con cofactores como la vitamina B12 o el cobalto que ayudan a que la reacción se lleve a cabo, debido a que suelen ser muy reactivos con los haluros orgánicos. Esto representa una importante línea de investigación, ya el gran problema de la contaminación en nuestro planeta, se debe en gran medida a este tipo de mezclas y encontrar la manera de utilizar a estos organismos para desintoxica y/o potenciar el clico de los halógenos se está convirtiendo en una gran prioridad. Riboswitch regulates RNA Hay muchos tipos de metabolismos que sirven a los seres vivos, en particular a las baterías, para conseguir nutrientes necesarios para realizar sus actividades. En este artículo se habla del RNA como regulador de la síntesis de proteínas y cofactores necesarios para la acción de enzimas. Nos habla acerca del mecanismo que realiza el RNA en un circuito donde el RNA no codificante es el que manda la orden para que se encienda o se apague la producción de nutrientes como la Vitamina B12 o el EutV. Este artículo tiene varios tecnicismos que dificultan un poco el entendimiento del mecanismo en que se produce este metabolismo. Sin embargo se puede entender que para no producir nutrientes que la célula no necesita, esta dimeriza a través de enzimas a otros complejos enzimáticos que facilitan la transcripción de, sólo, los genes necesarios para la síntesis de la proteína que se necesita en ese momento, y el factor de termino es el cofactor b12 que detiene la transcripción al deformar el RNA de forma que el complejo enzimático ya no pueda actuar sobre el mismo. Estos procesos son muy interesantes y sorprendentes, ya que representan una forma más en que las bacterias se nutren y su estudio puede dar pie al entendimiento de otras funciones del RNA en la célula.
Riboswitch regulates RNA Las bacterias son expertas en adaptarse a varios nichos ecológicos en consecuencia poseen la habilidad de usar todos los recursos disponibles, sin gastarlos innecesariamente haciendo proteínas o codificando RNA que no van a utilizar. Ya que es de primordial importancia detectar y responder a las condiciones del medio cuando los requisitos cambian, se ha descubierto la importancia que tiene la regulación basada en RNA en respuesta a los cambios. Los investigadores Deroy y Mellin encontraron el rol que juegan las proteínas de unión de ARN (riboswitches) en el control de la expresión génica investigado la utilización regulada de etanolamina como fuente de carbono y nitrógeno en el Enterococcus faecalis patógenos y Listeria monocytogenes. Descubrieron que los genes necesarios para el catabolismo etanolamina se agrupan juntos en el genoma bacteriano, bajo el control de una promotor individual. La unidad, llamada EBE operón, está presente varias especies bacterianas, y en todos los casos que se han estudiado, los genes metabólicos están bien expresados sólo cuando dos nutrientes están presentes; etanolamina sustrato y vitamina B12 (ofactor esencial para enzimas en el catabolismo)
En el caso de laSalmonella enterica, la respuesta se activa tas la unión de la etanolamina y la vitamina B12 al activador transcripcional. Debroy , Mellin y colaboradores han descubierto una vía más sofisticada basada en RNA para controlar el metabolismo de etanolamina en respuesta a ambas señales de nutrientes, este hallazgo nos abre el panorama a las maneras por las cuales las bacterias explotan las proteínas de unión de ARN para modular la estructura del ARN y función en respuesta a ligandos específicos. En el caso de Listeria se encuentra vitamina B12 las proteínas de unión de ARN controlan el metabolismo de los nutrientes Propanodiol, aquí la vitamina B12 controla tanto la transcripsión longitud y la actividad de RNA antisentido AspocR La etanolamina, el propanodiol, las proteínas de unión de ARN y la vitamina B12 asegura la expresión de los genes metabólicos sólo cuando tanto el sustrato y la vitamina B12 están presentes.
El mundo de los reguladores de RNA esta intrincadamente interrelacionados, cada combinación es posible y es probable que se encuentran, y cada uno de los muchos RNA.
Breathing the unbreathable Los haluros orgánicos son muy versátiles, son productos químicos que contienen al menos un átomo de carbono unido a un halógeno como cloro, bromo, flúor, o yodo. Son producidos por las emisiones y descargas de rayos volcánica; plantas, animales y microbios que los producen como hormonas, como moléculas de señalización, y como defensa. Bommer presenta la estructura cristalina de una enzima de la bacteria Sulfurospirillum multivorans que cataliza la ruptura de la enlace carbono-halógeno en PCE y TCE. Algunos haluros orgánicos son tóxicos en suficiente concentración. Sus emisiones industriales son controladas así como sus niveles de agua. Estos productos químicos tienden a ser altamente estables y poco solubles en agua y por lo tanto persistir en el medio ambiente, donde se acumulan en los sedimentos, membranas de las células y los tejidos grasos. TCE y sus productos carcinógenos se encuentran entre la mayoría de los contaminantes comunes del agua subterránea que requieren la limpieza pero suelen ser caros esfuerzos. Las comunidades microbianas anaeróbicas por reducción podrían deshalogenar haluros orgánicos y podrían ser utilizados para desintoxicar estos contaminantes que emergieron hace casi 50 años. La evidencia de que los microbios anaeróbicos podían crecer usando la energía de un enlace carbono-halógeno se informó hace 30 años. Poco después, los microbios responsables fueron identificados gracias a una notable alineación de los descubrimientos científicos y el aumento de preocupación por el grado de contaminación de TCE. Los esfuerzos de remediación ahora dependen ampliamente de la respiración de las bacterias haluro orgánicas para acelerar la decloración reductiva de PCE y TCE. Durante este proceso, los halógenos sustituyentes se eliminan secuencialmente desde la espina dorsal orgánica. La deshalogenación completa hace que la molécula sea no tóxica, pero incluso la parcial deshalogenación aumenta la solubilidad en agua y se acelera la atenuación natural. Sulfurospirillum y Desulfitobacterium, la respiración organohaluros es sólo una de varias opciones para la respiración anaerobia. Para otros, tales como Dehalococcoides y Dehalobacter, la respiración organohaluro es la única forma de vida, el oxígeno es letal, y estrictamente se requieren condiciones anaeróbicas para el cultivo de ellos. Todos estos microbios crecen mejor en las comunidades complejas con fermentación y los microbios productores de metano. Tales ambientes anaeróbicos se encuentran comúnmente en la naturaleza y son fácilmente establecidos en los sedimentos y en el subsuelo para mejorar las reacciones de deshalogenación. En conjunto, estas nuevas estructuras comenzarán a revelar la relación entre secuencia y preferencias de sustrato, ayudarán a predecir el destino de sintético y sustancias químicas naturales en el medio ambiente basado en las poblaciones residentes. Esta comprensión es crucial para la efectiva gestión de sitios contaminados. Finalmente, estas piezas seminales de trabajo tienen implicaciones más allá de los problemas ambientales. La amplia variedad de organohaluros de origen natural y la diversidad de genes que codifican deshalogenasas reductivos se rebuscarán a partir del ADN medioambiental, los estudios auguran un papel central para estos enzimas en el ciclo del halógeno.
Breathing the unbreathable Hace apenas 30 años descubren bacterias anaerobias capaces de crecer utilizando la energía dada por la ruptura de los enlaces de halocarburos, estas bacterias son utilizadas por las industrias ya que gracias a esta capacidad las pueden usar como degradantes de cloro o deshalogenares del tetracloroeteno (PCE) y el tricloroetileno (TCE). Como resultado de estas deshalogenaciones que llevan a cabo como respiración se tiene una molécula soluble en agua y para nada tóxica. Dentro de esta misma encontramos bacterias que se intoxican con el oxígeno, es fácil encontrarlas por debajo de la superficie y en sedimentos para llevar a cabo estas reacciones. Dentro de este grupo de bacterias anaerobias se encuentran genes capaces de codificar enzimas catalizadoras de la halogenación reductora, a pesar de que no sabemos qué sustratos utilizan. Ahora que se sabe de estas bacterias capaces de dar a partir de haluros de carbono, moléculas de oxigeno solubles en agua lo recomendado e interesante es saber que tipo de sustratos utilizan.
Breathing the unbreathable Los organohaluros son compuestos versátiles que contienen moléculas de carbón unidas a un halógeno. Puede haber de dos tipos, los diseñado o creados por el hombre y los producidos naturalmente, por emisiones volcánicas y por relámpagos. Estos no son solubles en agua, por lo que provocan un gran problema de contaminación y peligro, pues en concentraciones altas son dañinos para la salud. Hay pistas acerca de que ciertos microorganismos pueden deshalogenar los organohaluros y pueden ser usados para desintoxicar este contaminante. Hace 30 años se encontraron microorganismos que podían crecer usando la energía de un enlace carbón-halógeno. Estos microorganismos usan los organohaluros como aceptores terminales de electrones en su metabolismo. En este proceso los halógenos son separados del carbono. La deshalogenación completa no es necesaria para convertir a la molécula en no tóxica, una deshalogenación parcial es suficiente para ello. Los organimos responsables tienen una variedad filogenética muy grande y se encuentran en acuíferos de agua fresca y en sedimentos marinos. En bacterias como la Dehalobacter, la respiración con organohaluros es la única forma de vivir y crecen mejor en comunidades complejas con microorganismos productores de metano y fermentadores. Esos ambientes se pueden encontrar en la naturaleza. Es muy difícil capturar y cultivar este tipo de microorganismos porque las enzimas reductivas deshalogenasas necesitan muchos cofactores que produzcan la reacción correcta, incuyendo variantes en la vitamina B12, que protegen el átomo de cobalto reactivo, esencial para romper el enlace carbono-halógeno, el cual se encuentra protegido dentro de la enzima. Por esa razón es que no se tiene información acerca de los sustratos de las enzimas responsables. La existencia de estos organismos y la aplicación de la increíble capacidad antes explicada ayudará a mejorar no sólo el medio ambiente, también la salud. Pero aún se necesitan hacer muchas investigaciones al respecto, pues, aunque se sabe que estos organimos están ahí, aún no se tiene una idea acerca de la forma en la que funcionan.
Breathing the unbreathable Una estructura cristalina revela cómo algunas bacterias romper organohaluro contaminantes. Organohaluros son muy versátiles productos químicos que contienen al menos una átomo de carbono unido a un halógeno átomo tal como cloro, bromo, flúor, o yodo. incluyen el tetracloroeteno disolvente de limpieza en seco ( PCE ) , el desengrasante industrial tricloroetileno (TCE ) , que agotan el ozono refrigerantes como los clorofluorocarbonos ( CFC ) , y compuestos antiadherentes como el teflón. también son producidas por las emisiones y descargas de rayos volcánica ; plantas, animales y microbios producen como hormonas , como moléculas de señalización. Algunos organohaluros son tóxicos en suficiente la concentración. Sus emisiones industriales ahora son controlados y beber los niveles de agua están regulados. . La aplicación industrial de estos microbios organohaluro-respiran para biorremediación es sin duda uno de los más rápidos traducciones del descubrimiento científico en práctica.En el corazón de esta aplicación exitosa de biorremediación son microbios fascinantes que organohaluros uso como terminal de aceptores de electrones en su metabolismo. En conjunto, estas nuevas estructuras comenzará a revelar la relación entre secuencia y preferencias de sustrato , ayudar a predecir el destino de sintético y sustancias químicas naturales en el medio ambiente basado en las poblaciones residentes deshalogenar de microbios. Tal fundamental comprensión es crucial para la efectiva gestión de sitios contaminados .
Riboswitch regulates RNA Metabolismo de los nutrientes en las bacterias es controlado por un circuito en ARN que está regulado por ARN. s. Su éxito en estos muchos medios ambientes que han perfeccionado la capacidad de utilizar lo que está disponible, para no desperdiciar recursos hacer ARN y proteínas para innecesaria procesos, y para detectar y responder al condiciones y requisitos cambian. Tiene cada vez más claro que en base-ARN regulación juega un papel importante en el empoderamiento bacterias para responder a ambiental cambios.El hallazgo apunta a un papel inesperado para riboswitches, proteínas de unión de ARN, y noncoding RNAs en el control de la expresión génica por las fuerzas de unión. Metabolismo de los nutrientes en las bacterias es controlado por un circuito en ARN que está regulado por ARN ARN se une a ARN motivos horquilla y actuar como un "antiterminator" - es decir, los bloques de la formación de dímero de horquillas de ARN que cancelar más transcripción de los operones EUT. Ribos brujas que reconocen la vitamina B y conducir a la baja regulación de vitamina B síntesis genes fueron de los primeros en ser estudiado. Para estos, la vitamina B actúa como un OFF cambiar-cuando la vitamina B es abundante, más vitamina B no es necesaria la síntesis. Sin embargo, el ARN hizo en ausencia de vitamina B tiene un único papel. En lugar de codificar una proteína, la transcrito producido en ausencia de la vitamina B es un ARN no codificante que secuestra la proteína EutV activado. Esto evita EutV de estimular la síntesis de etanolamina genes metabólicos (ver el segundo cifra). Por lo tanto, esta vitamina B riboswitch
Organohaluros son productos químicos que contienen al menos una átomo de carbono unido a un halógeno (Cl, Br F, ó I) incluyendo a todos los refrigerantes (clorofluorocarbonos) que acaban con la capa de ozono. Muchos organohaluros sintéticos se producen en enormes cantidades que llegan a ser tóxicos y han generado sitios contaminados alrededor de todo el mundo. Estos productos son en su mayoría contaminantes del agua subterránea, que si bien requiere grandes esfuerzos de limpieza son generalmente costosos.
Existen ciertos microbios que pueden descomponer contaminantes organohaluros como Sulfurospirillum multivorans que cataliza la separacion del enlace carbono-halógeno. Las comunidades microbianas anaeróbicas podrían deshalogenar organohaluros y podrían ser utilizadas para desintoxicar los primeros contaminantes que emergieron casi 50 años atrás
La aplicación estos microbios para la biorremediación es sin duda uno de los más rápidos aplicaciones del descubrimiento científico. Ahora los esfuerzos de remediación dependen en mayor parte de bacterias organohaluro-respiran específicas estos microbios fascinantes respiran las moléculas de organohaluros como lo hacemos nosotros del oxígeno. Todos estos microbios crecen mejor en comunidades complejas con fermentación y microbios productores de metano. Tales ambientes anaeróbicos se encuentran en la naturaleza.
Dentro de los genomas de estos microbios encontramos una extraordinaria diversidad de genes que codifican las enzimas (deshalogenasa) que catalizan la deshalogenación reductora. Los científicos han sido capaces de determinar unos cuantos sustratos para sólo un puñado de estas enzimas sin embargo, para la mayoría permanecen desconocidas ya que es muy difícil crecerlas y manipular los organismos y sus genomas. La deshalogenasa reductiva enzimas requieren varios cofactores para llevar a cabo la reacción, incluyendo a la vitamina B12 que albergan un átomo de cobalto, fundamental para romper el vínculo carbón-halogeno. Finalmente, estos descubrimientos tienen implicaciones más allá de los problemas ambientales, dado que la amplia variedad de órgano-haluros de origen natural y la diversidad de genes que codifican deshalogenasas predicen un papel central para estas enzimas en el ciclo mundial de los halógenos.
Breathing the unbreathable Los haluros organicos se conforman por al menos un atomo de carbono que se une a un a halogeno y esto se encuentra en la tierra de manera natural en las emiciones de calor volcanico, en los relampagos y tambien puede ser encontrado en las hormonas y en algunos mecanismos de defensa en los animales, plantas e incluso microorganismos. Hay bacterias que pueden descomponer estos organohaluros contaminantes. Pues se sabe que la Sulfurospirillum cataliza el enlace carbono-halógeno en PCE y TCE. Estos haluros pueden ser toxicos y son altamente estables lo que hace dificil la ruptura en sus enlaces. Se sabe que son pocos solubles en agua y que pueden estar en el medio ambiente siendo acumulados en los sedimentos, en las membranas y en algunos tejidos. Muchos de estos haluros fueron soltados al medio ambiente con la creciente actividad industrial, y esto al porducir una inmensa cantidas de toxicos liberados en el platena contamina innumerables lugares al rededor de todo en mundo. Por ello se busca una manera de deahalogenar a estos compuestos y asi limpiar los contaminantes que estan presentes, esta reduccion se lleva a cabo en una gran variedad de microorganismos anaerobios los cuales utilizan la energia de los encales de carbono halogeno pues los haluros les sirven como una terminal receptora de electrones en el metabolismo lo cual hace en la respiracion que los radicalos halogenados e los compuestos sean removios de se esqueleto organico. Y gracias a este proceso se origina una molecula que no es toxica y que ademas se vuelve soluble en agua. Los microorganismos que se pueden utilizar para metabolizar a los haluros tienen una flilogenia diversa ya que se encuentran desde mantos acuideros y en sedimentos marinos, y gracias a que muchos de estos utilizan el haluro como un elemento para la realizacion de la respiracion anaerobia aunque en otros casos esta es su unica opcion. Pero gracias a sus genes que codifican y reducen el halogeno es como se ayuda a limpiar al planeta de esos gases toxicos. Y es por cosas como esta que se emplean diversos estudios para buscar que otros microorganismos pueden ayudar a media el medio ambiente para tener un buen manejo y un mejor cuidado de todo el planeta ayudando asi a limpiar algunos sitios contamidos, pues como ya todos sabemos solo tenemos una tierra y debemos cuidarla si planeamos vivir en ella. (Aunque cambie y probablemente nos extinga dentro de cientos de miles de millones de años).
El artículo nos habla acerca del descubrimiento relativamente reciente de bacterias que pueden degradar halocarburos. Pero ¿Qué es un halocarburo?
Un halocarburo es una molécula orgánica unida a uno o más átomos de un halógeno. Un ejemplo de un halocarburo son los clorofluorocarbonos, responsables de el agujero generado en el polo norte en la capa de ozono.
Los halocarburos no son solamente producidos por el hombre, sino que en menor cantidad también son producto de procesos de la tierra.
Pero lo más fascinante es que hay bacterias que "respiran" lo inrespirable, siendo en este caso el halocarburo, por ser su último aceptor de electrones en la respiración, así produciendo una deshalogenación lo que hace a la molécula más soluble en agua y más fácilmente atenuable en cuestiones de contaminación. El proceso antes mencionado se da gracias a la deshalogenasa, enzima que produce este efecto.
Es increíble la diversa cantidad de metabolismos con los que cuentan las bacterias, pudiendo ser útil en especial éste para el hombre moderno. No sabemos cuantos tipos de metabolismos microbianos desconocemos, seguramente existen más de los que nos imaginamos.
Esto lo podemos utilizar como un beneficio para nuestro planeta, pudiendo así revertir un poco del daño que le hemos hecho, no lo sabemos, pero tal vez podría ser un futuro de un planeta más verde, eso depende de nosotros.
Riboswitch regulates RNA
ResponderEliminarLas bacterias son seres perfectos para adaptarse a distintos nichos ecológicos, y esto significa que han perfeccionado la capacidad de no desperdiciar nada en procesos del RNA y las proteínas, así como el detectar y responder a las condiciones. Se ha tenido cada vez más claro que el responsable de estas capacidades en la bacteria es la base-RNA, pero se ha reportado que la regulación de esta base está contralada por otras, estos son los ‘riboswitches’, proteínas unidas al RNA.
Un ejemplo es el control del metabolismo de la etanolamina que es usada como fuente de carbono y nitrógeno para especies de bacterias patógenas. Estas bacterias necesitan de genes necesarios para el catabolismo de la etanolamina y hay un promotor para ello, una unidad llamada eut operón, el cual se expresará con la ayuda de dos nutrientes: sustrato de etanolamina y la vitamina B12.
Se encontró el complejo proceso de esta base de RNA que controla el metabolismo de la etanolamina en respuesta de las señales de estos nutrientes. La etanolamina es detectada por una quinasa histidina, EutW, que fosforila y activa una proteína unida al RNA , la EutV, la cual se une a las horquillas del RNA y detiene la formación de dímeros de horquillas del RNA para cancelar la transcripción de operones eut. Por consiguiente, EutV estará activo y disponible y los genes de la etanolamina se expresarán. Lo interesante está en cómo el sistema usa un ‘riboswitch’ para dar señal de integrar la vitamina B12 en el control del sistema, el cual regula la disponibilidad de EutV.
Un riboswitch es un parte del mRNA al cual pueden unirse pequeñas moléculas que afectan la actividad del gen. Así, un mRNA que tenga un riboswitch estará implicado en la regulación de su propia actividad dependiendo de la presencia o ausencia de una molécula señalizadora. Los que reconocen a la vitamina B12 han sido los más estudiados. En caso de no estar presente, ocurriría que el simple RNA tendría un RNA no codificante provocando el secuestro del proteína EutV evitando la estimulación de la síntesis de la etanolamina. Lo que hará la vitamina B12 será activar el catabolismo de este nutriente bloqueando la actividad de este RNA no codificado.
Hay otras formas en las que las bacterias explotan a los riboswitches para modular la estructura y función del RNA en respuesta de ligandos específicos, por ejemplo, se encontraron dos riboswitches S-adenosilmetionina que van a controlar la expresión del regulador de virulencia PrfA actuando como RNAs no codificantes. La vitamina B12 en bacterias Listeria controla el metabolismo de su nutriente propanodiol pues es un cofactor de enzimas para este catabolismo. También, el riboswitch de la vitamina B12 controla la transcripción de un RNA antisentido AspocR. Este es un regulador negativo del factor de transcripción PocR. En ausencia de la vitamina se inhibe la expresión de PocR, inhibiendo a su vez la activación del catabolismo del propanodiol. Sin la presencia tanto del sustrato, ya sea etanolamina o propanodiol, como de la vitamina el metabolismo no tendría lugar.
Por otro lado, se ha estudiado, aunque poco las proteínas ANTAR sabiendo que se regulan de manera distinta, por ejemplo, la proteína AmiR de ANTAR es controlada por una proteína inhibidora; la proteína AmiC es regulada por un ligando, la proteína NasR por una pequeña molécula reguladora. Los autores dicen que esperaría que cada ANTAR funcionara de manera reversible, y resulta que es así pues se desfosforilan cuando la señal de inducción está ausente.
El mundo de los reguladores RNA está intrínsecamente interrelacionado, sin límites claros de separación de RNAs reguladores, de los sitios donde se unen las proteínas al RNA y de los riboswitches. Cada combinación es posible, y cada uno de las proteínas reguladores RNA unidas está probablemente sujeta a múltiples niveles de regulación por RNAs.
Breathing the unbreathable
ResponderEliminarLos organohaluros son productos químicos muy versátilesque contienen al menos un átomo de carbono unido a un halógeno tal como cloro, bromo, flúor o yodo. Incluyen el tetracloroeteno (PCE), el tricloroetileno (TCE) y clorofluorocarbonos (CFC), así como compuestos antiadherentes como el teflón. Estos compuestos son produciones por emisiones volcánicas y rayos; además organismos los producen como hormonas, moléculas señalizadoras o para defensa propia. Lo fascinante es que hay bacterias que pueden descomponer estos organohaluros contaminantes. De hecho, se sabe que la Sulfurospirillum multivorans cataliza la escisión del enlace carbono-halógeno en PCE y TCE, lo que da un idea sobre la comprensión de estas reacciones desintoxicantes.
Con esto, al saber que actualmente hay una gran cantidad de organohaluros presentes en el ambiente provocado principalmente por las emisiones industriales, y que son gases tóxicos que están situándose en distintas partes del mundo, se quiere trabajar con estas comunidades microbionas que respiran organohaluros así como nosotros respiramos oxígeno. Estos descubrimientos son relativamente recientes, y se ha visto que durante el proceso metabólico de estas bacterias se elimina la espina dorsal orgánica del compuesto, esto es una deshalogenación lo que hace que la molécula deje de ser tóxica además de aumentar su solubilidad en agua.
La filogenia de estas bacterias es bastante diversa y se encuentran, según los autores, en todo el planeta, tanto en acuíferos de agua dulce como en sedimentos marinos. A la fecha se siguen descubriendo bacterias. Es muy interesante que haya bacterias que tienen además de los organohaluros otras opciones de respiración, pero hay otras que es su única forma de vida. Los ambientes en los que crecen son comunes en la naturaleza y afortunadamente son fáciles de establecerse en sedimentos y en el subsuelo.
Pero además de ser diversas bacterias, tienen una extraordinaria diversidad de genes que codifican para las enzimas que catalizan la deshalogenación. Hay cientos de miles de genes para las deshalogenasas. Sin embargo, aún se desconocen los sustratos para estas enzimas. Científicos han determinado algunos sustratos para apenas un puñado de estas enzimas, pues es muy difícil hacer crecer y manipular estos organismos y sus genomas. Hay deshalogenasas que requieren de la ayuda de cofactores para ayudar a realizar la reacción, incluyendo variantes de la vitamina B12 que albergan un átomo de cobalto necesario para romper la unión carbono-halógeno. Hay organismos que dependen de otros para poder sintetizar la vitamina B12 y por ende su supervivencia.
Se demostró que las vitaminas altamente reactivas que contienen cobalto están protegidas por enzimas. Si se conoce el mecanismo de estas enzimas se podría conocer el sitio activo de la enzima facilitando la remodelación de la estructura para que funcionen con nuevos sustratos, incluyendo algunos de los más tóxicos y persistentes organohaluros.
Hay una publicación en la que se describe la estructura y el mecanismo de deshalogenasas con vitamina similar a la B12, que se encuentran en microbios aerobios. Con el estudio de estas nuevas estructuras se puede comenzar a revelar la relación que hay entre las secuencias y las preferencias de sustrato de las bacterias. La comprensión de esto es crucial para un efectivo manejo de los sitios contaminados. Pero estos descubrimientos no solo traen implicaciones en los problemas ambientales; se sabe que estas deshalogenasas codificadas por los genes de estas bacterias toman un papel muy importante en el ciclo del halógeno global.
Riboswitch regulates RNA
ResponderEliminarUn aspecto muy relevante de las bacterias es su capacidad de adaptarse y de responder de manera muy eficiente a distintos, variados y cambiantes medios. Han desarrollado de manera perfecta la capacidad de aprovechar casi todo lo que esté disponible, para así reducir al máximo el desperdicio de RNA y de proteínas en procesos innecesarios.
La regulación por RNA es un importante factor para la respuesta de las bacterias a estos cambios ambientales. Se ha encontrado un tipo de adaptación en donde una regulación basada en RNA es controlada por otra igual, esto apunta al verdadero papel que juegan las moléculas que forman parte del RNA mensajero (riboswitch), las proteínas de unión de RNA y los RNAs no codificantes, en la expresión genética.
Los riboswitches son elementos de RNA detectores de metabolitos. Estos son capaces de regular la terminación de trascripción o de inhibir el inicio de traducción. Se ha observado y estudiado la manera en la que las bacterias explotan al máximo estos riboswitches para modular y regular las funciones y estructuras de RNA en respuesta a ligandos específicos.
Breathing the unbreathable
ResponderEliminarLos haluros orgánicos, conformados por al menos un átomo de carbono unido a un halógeno, se encuentran en la Tierra de manera natural en las emisiones volcánicas, las emisiones de relámpagos e incluso como hormonas, moléculas señaladoras y como mecanismos de defensa producidos por animales, plantas y microorganismos Hay microorganismos capaces de degradar haluros contaminantes, a través de reacciones desintoxicantes.
Los haluros pueden llegar a ser tóxicos, son altamente estables y poco solubles en agua, a la vez son capaces de persistir en el ambiente acumulándose en sedimentos, membranas celulares y en tejidos adiposos. Debido al su mal manejo en su producción industrial, en el mundo, hay una enorme cantidad de lugares contaminados por estos compuestos. Desde hace 50 años, se sabe que hay comunidades anaerobias microbianas capaces de deshalogenar a estos compuestos, llevado a cabo una desintoxicación de dichos contaminantes. Esta reducción es posible ya que muchos microrganismos anaerobios utilizan la energía presente en los enlaces de carbono-halógeno. Utilizan a los haluros como terminales receptoras de electrones en su metabolismo, en la respiración los radicales halogenados de estos compuestos son removidos del esqueleto orgánico. Esta deshalogenación puede originar una molécula no tóxica, soluble en agua.
El uso industrial de estos microrganismos para la bioremediación se desarrolla rápido. Los microorganismos que metabolizan estos compuestos tienen una filogenia muy diversa, pueden encontrarse en mantos acuíferos y en sedimentos marinos. Para muchos de ellos, los haluros de este tipo son sólo uno de los numerosos compuestos que pueden utilizar para realizar respiración anaerobia, pero para otros es la única como anaerobios. Hay una gran cantidad de genes codificantes para las enzimas que catalizan esta deshalogenación reductora.
Este tipo de estudios, juntos con otros, son fundamentales para el desarrollo del uso de estos microorganismos como bioremediadores y para el buen manejo de sitios contaminados, de la misma manera estas investigaciones tienen implicaciones en aspectos moleculares dentro del ciclo de los halógenos a nivel enzimático.
Breathing the unbreathable
ResponderEliminarHace apenas 30 años se pudo encontrar microorganismos anaeróbicos capaces de crecer a partir de la energía presente de la ruptura de los enlaces en un halocarburo. Este hallazgo ha permitido que en la industria rápidamente se puedan utilizar estas bacterias para poder degradar el cloro o deshalogenar el tetracloroeteno (PCE) y el tricloroetileno (TCE). A partir de la deshalogenación que llevan a cabo estos microorganismos y como parte de su respiración se puede dar origen a una molécula soluble en agua que ya no es tóxica.
Es muy interesante que estas bacterias se puedan llevar a cabo su respiración a partir de halocarburos, y que dentro de estas mismas haya una variedad bacterias que encuentre tóxico el oxígeno. Entonces es muy sencillo poder encontrarlas en la naturaleza como en sedimentos y en la por debajo de la superficie para llevar a cabo estas reacciones. Dentro de esta variedad de bacterias anaeróbicas se puede encontrar, de igual forma, una diversidad de genes que pueden codificar las enzimas que catalizan la deshalogenación reductora. Aunque es un poco difícil poder crecer estas bacterias ya que todavía no se conocen los sustratos para las enzimas.
Si se han descubierto bacterias capaces de dar origen a moléculas no tóxicas y solubles en agua a partir de haluros de carbono, sería interesante poder llevar a cabo más investigaciones que encuentren los sustratos adecuados para estas. Así utilizando a las bacterias como una posible solución para descontaminar zonas que contienen estos haluros.
Riboswitch regulates RNA
ResponderEliminarSabemos que las bacterias se adaptan muy bien a los ambientes tales como el intestino humano y gracias a ello pueden aprovechar todos los nutrientes que hay en el espacio. Nos dice el artículo que gracias a su buena adaptación en todos los ambientes han perfeccionado su aprovechamiento de nutrientes disponibles y así no desperdiciar proteínas y de RNA.
Sabemos que la base-RNA es el proceso por el cual las bacterias tienen la capacidad de adaptarse a un medio, sin embargo, nos dice que esta regulación de la base es controlada por otras más llamadas ‘’Riboswitches’’, estos son proteínas que se encuentran unidas al RNA y detectores de metabolitos. Son encargados de regular la transcripción o de poder inhibir la traducción.
Los Riboswitches son explotadas por las materias para modular y regular funciones y estructuras de RNA.
Riboswitch regulates RNA
ResponderEliminarLas bacterias pueden adaptarse a distintos nichos ecológicos, como es el intestino humano, su capacidad para sobrevivir en diferentes ambientes se debe a su capacidad de no desperdiciar recursos formando RNA ó proteínas innecesarias, además de poder detectar cuando cambian las condiciones para realizar procesos, dejando en claro que la regulación por RNA juega un papel importante en la adaptación de las bacterias. Debroy y Mellin reportan un nuevo tipo de regulación basado en RNA, encontrando un papel importante por parte de los riboswitches: por una parte el RNA proporciona proteínas, y el RNA no codificado controla la expresión génica por medio de unión de fuerzas. Debroy y Mellin investigaron la utilización regulada de etanolamina como fuente de carbono y nitrógeno en el Enterococcus faecalis y en Listeria monocytogenes. Los genes necesarios para el catabolismo de etanolamina se agrupan juntos en el genoma bacteriano, con la mayoría de ellos bajo el control de un promotor individual. Esta unidad, llamado el operón Eut, está presente en un amplio espectro de especies bacterianas.
La etanolamina es detectada directamente por EutW, una histidina quinasa. EutW, a su vez, fosforila y de ese modo se activa EutV, un riboswitch regula la proteína de unión de ARN. EutV se une al ARN y actúa como un anti-terminador, por lo tanto, cuando EutV está activo y disponible, los genes del metabolismo de etanolamina se expresan. La sorpresa surge de cómo este sistema utiliza un riboswitch para integrar una señal de vitamina B 12 en este sistema.
Un riboswitch es un metabolito de detección de RNA, elemento predominante presente en la 5’
región no traducida del mRNA. Los riboswitches que reconocen la vitamina B12 y conducen a la baja regulación de la vitamina B12, que son los genes de síntesis fueron de los primeros en ser estudiados. Para estos, la vitamina B 12 actúa como un interruptor de parada -cuando la vitamina B12 es abundante, no se necesita más vitamina B12 de síntesis. Debroy y Mellin reportaron una vitamina B12 riboswitch que regula la terminación de la transcripción de la misma manera como un interruptor de vitamina B12 clásica. Sin embargo, el ARN hecho en ausencia de vitamina B12 tiene un papel único. En lugar de codificar una proteína, la transcripción produce en ausencia de vitamina B12 un ARN no codificante que retiene activación de la proteína EutV.
Para que la regulación trabaje con eficacia, el ARN de valoración debe ser abundante y / o deben tener una mayor afinidad que el objetivo de RNs para la proteína reguladora, pero también debe tener alguna manera de ser eliminado cuando ya no sean necesarios. El mundo de los ARN reguladores está estrechamente interrelacionado, sin límites claros entre ARNs reguladores, sitios para las proteínas de unión de ARN y riboswitches cisacting. Cada combinación es posible y probablemente estén sujetos a múltiples niveles de regulación por parte de ARN.
Breathing the unbreathable
ResponderEliminarLa mayoria de los haluros orgánicos suelen ser tóxicos para el ambiente y para algunos seres vivos aerobios, sin embargo hay bacterias que pueden sintetizar su material orgánico apartir de estos compuestos y como resultados desintoxicar el medio en el que se encuentran. Hace 20-30 años se había reportado que algunas bacterias anaerobias podrían utilizar estos compuestos, sin embargo, no se habían identificado a las responsables de esta deshalogenación, hasta hace unos pocos años. Esto dio pie a investigaciones, a que esto representaría una gran uso para la desintoxicación de varios de los residuos de la industria.
Se ha visto que los organismos que tienen la capacidad de utilizar los haluros orgánicos contienen genes que codifican para una enzima con cofactores como la vitamina B12 o el cobalto que ayudan a que la reacción se lleve a cabo, debido a que suelen ser muy reactivos con los haluros orgánicos. Esto representa una importante línea de investigación, ya el gran problema de la contaminación en nuestro planeta, se debe en gran medida a este tipo de mezclas y encontrar la manera de utilizar a estos organismos para desintoxica y/o potenciar el clico de los halógenos se está convirtiendo en una gran prioridad.
Riboswitch regulates RNA
Hay muchos tipos de metabolismos que sirven a los seres vivos, en particular a las baterías, para conseguir nutrientes necesarios para realizar sus actividades. En este artículo se habla del RNA como regulador de la síntesis de proteínas y cofactores necesarios para la acción de enzimas. Nos habla acerca del mecanismo que realiza el RNA en un circuito donde el RNA no codificante es el que manda la orden para que se encienda o se apague la producción de nutrientes como la Vitamina B12 o el EutV. Este artículo tiene varios tecnicismos que dificultan un poco el entendimiento del mecanismo en que se produce este metabolismo. Sin embargo se puede entender que para no producir nutrientes que la célula no necesita, esta dimeriza a través de enzimas a otros complejos enzimáticos que facilitan la transcripción de, sólo, los genes necesarios para la síntesis de la proteína que se necesita en ese momento, y el factor de termino es el cofactor b12 que detiene la transcripción al deformar el RNA de forma que el complejo enzimático ya no pueda actuar sobre el mismo. Estos procesos son muy interesantes y sorprendentes, ya que representan una forma más en que las bacterias se nutren y su estudio puede dar pie al entendimiento de otras funciones del RNA en la célula.
Riboswitch regulates RNA
ResponderEliminarLas bacterias son expertas en adaptarse a varios nichos ecológicos en consecuencia poseen la habilidad de usar todos los recursos disponibles, sin gastarlos innecesariamente haciendo proteínas o codificando RNA que no van a utilizar. Ya que es de primordial importancia detectar y responder a las condiciones del medio cuando los requisitos cambian, se ha descubierto la importancia que tiene la regulación basada en RNA en respuesta a los cambios.
Los investigadores Deroy y Mellin encontraron el rol que juegan las proteínas de unión de ARN (riboswitches) en el control de la expresión génica investigado
la utilización regulada de etanolamina como fuente de carbono y nitrógeno en
el Enterococcus faecalis patógenos y Listeria monocytogenes.
Descubrieron que los genes necesarios para el catabolismo etanolamina se agrupan juntos en el genoma bacteriano, bajo el control de una promotor individual.
La unidad, llamada EBE operón, está presente varias especies bacterianas, y en todos los casos que se han estudiado, los genes metabólicos están bien expresados sólo cuando dos nutrientes están presentes; etanolamina sustrato y vitamina B12 (ofactor esencial para enzimas en el catabolismo)
En el caso de laSalmonella enterica, la respuesta se activa tas la unión de la etanolamina y la vitamina B12 al activador transcripcional.
Debroy , Mellin y colaboradores han descubierto una vía más sofisticada basada en RNA para controlar el metabolismo de etanolamina en respuesta a ambas señales de nutrientes, este hallazgo nos abre el panorama a las maneras por las cuales las bacterias explotan las proteínas de unión de ARN para modular la estructura del ARN y función en respuesta a ligandos específicos.
En el caso de Listeria se encuentra vitamina B12 las proteínas de unión de ARN controlan el metabolismo de los nutrientes Propanodiol, aquí la vitamina B12 controla tanto la transcripsión longitud y la actividad de RNA antisentido AspocR
La etanolamina, el propanodiol, las proteínas de unión de ARN y la vitamina B12 asegura la expresión de los genes metabólicos sólo cuando tanto el sustrato y la vitamina B12 están presentes.
El mundo de los reguladores de RNA esta intrincadamente interrelacionados, cada combinación es posible y es probable que se encuentran, y cada uno de los muchos RNA.
Breathing the unbreathable
ResponderEliminarLos haluros orgánicos son muy versátiles, son productos químicos que contienen al menos un
átomo de carbono unido a un halógeno como cloro, bromo, flúor, o yodo. Son producidos por
las emisiones y descargas de rayos volcánica; plantas, animales y microbios que los producen como hormonas, como moléculas de señalización, y como defensa.
Bommer presenta la estructura cristalina de una enzima de la bacteria Sulfurospirillum multivorans que cataliza la ruptura de la enlace carbono-halógeno en PCE y TCE.
Algunos haluros orgánicos son tóxicos en suficiente concentración. Sus emisiones industriales son controladas así como sus niveles de agua. Estos productos químicos tienden a ser altamente estables y poco solubles en agua y por lo tanto persistir en el medio ambiente, donde se acumulan en los sedimentos, membranas de las células y los tejidos grasos. TCE y sus productos carcinógenos se encuentran entre la mayoría de los contaminantes comunes del agua subterránea que requieren la limpieza pero suelen ser caros esfuerzos.
Las comunidades microbianas anaeróbicas por reducción podrían deshalogenar haluros orgánicos y podrían ser utilizados para desintoxicar estos contaminantes que emergieron hace casi 50 años. La evidencia de que los microbios anaeróbicos podían crecer usando la energía de un enlace carbono-halógeno se informó hace 30 años. Poco después, los microbios responsables fueron identificados gracias a una notable alineación de los descubrimientos científicos y el aumento de
preocupación por el grado de contaminación de TCE.
Los esfuerzos de remediación ahora dependen ampliamente de la respiración de las bacterias haluro orgánicas para acelerar la decloración reductiva de PCE y TCE. Durante este proceso, los halógenos sustituyentes se eliminan secuencialmente desde la espina dorsal orgánica. La deshalogenación completa hace que la molécula sea no tóxica, pero incluso la parcial deshalogenación aumenta la solubilidad en agua y se acelera la atenuación natural.
Sulfurospirillum y Desulfitobacterium, la respiración organohaluros es sólo una de varias opciones para la respiración anaerobia. Para otros, tales como Dehalococcoides y Dehalobacter, la respiración organohaluro es la única forma de vida, el oxígeno es letal, y estrictamente se requieren condiciones anaeróbicas para el cultivo de ellos. Todos estos microbios crecen mejor en las comunidades complejas con fermentación y los microbios productores de metano.
Tales ambientes anaeróbicos se encuentran comúnmente en la naturaleza y son fácilmente
establecidos en los sedimentos y en el subsuelo para mejorar las reacciones de deshalogenación.
En conjunto, estas nuevas estructuras comenzarán a revelar la relación entre secuencia y preferencias de sustrato, ayudarán a predecir el destino de sintético y sustancias químicas naturales en el medio ambiente basado en las poblaciones residentes. Esta comprensión es crucial para la efectiva gestión de sitios contaminados. Finalmente, estas piezas seminales de trabajo tienen implicaciones más allá de los problemas ambientales. La amplia variedad de organohaluros de origen natural y la diversidad de genes que codifican deshalogenasas reductivos se rebuscarán a partir del ADN medioambiental, los estudios auguran un papel central para estos enzimas en el ciclo del halógeno.
Breathing the unbreathable
ResponderEliminarHace apenas 30 años descubren bacterias anaerobias capaces de crecer utilizando la energía dada por la ruptura de los enlaces de halocarburos, estas bacterias son utilizadas por las industrias ya que gracias a esta capacidad las pueden usar como degradantes de cloro o deshalogenares del tetracloroeteno (PCE) y el tricloroetileno (TCE). Como resultado de estas deshalogenaciones que llevan a cabo como respiración se tiene una molécula soluble en agua y para nada tóxica. Dentro de esta misma encontramos bacterias que se intoxican con el oxígeno, es fácil encontrarlas por debajo de la superficie y en sedimentos para llevar a cabo estas reacciones.
Dentro de este grupo de bacterias anaerobias se encuentran genes capaces de codificar enzimas catalizadoras de la halogenación reductora, a pesar de que no sabemos qué sustratos utilizan.
Ahora que se sabe de estas bacterias capaces de dar a partir de haluros de carbono, moléculas de oxigeno solubles en agua lo recomendado e interesante es saber que tipo de sustratos utilizan.
Breathing the unbreathable
ResponderEliminarLos organohaluros son compuestos versátiles que contienen moléculas de carbón unidas a un halógeno. Puede haber de dos tipos, los diseñado o creados por el hombre y los producidos naturalmente, por emisiones volcánicas y por relámpagos. Estos no son solubles en agua, por lo que provocan un gran problema de contaminación y peligro, pues en concentraciones altas son dañinos para la salud.
Hay pistas acerca de que ciertos microorganismos pueden deshalogenar los organohaluros y pueden ser usados para desintoxicar este contaminante. Hace 30 años se encontraron microorganismos que podían crecer usando la energía de un enlace carbón-halógeno.
Estos microorganismos usan los organohaluros como aceptores terminales de electrones en su metabolismo. En este proceso los halógenos son separados del carbono. La deshalogenación completa no es necesaria para convertir a la molécula en no tóxica, una deshalogenación parcial es suficiente para ello.
Los organimos responsables tienen una variedad filogenética muy grande y se encuentran en acuíferos de agua fresca y en sedimentos marinos.
En bacterias como la Dehalobacter, la respiración con organohaluros es la única forma de vivir y crecen mejor en comunidades complejas con microorganismos productores de metano y fermentadores. Esos ambientes se pueden encontrar en la naturaleza.
Es muy difícil capturar y cultivar este tipo de microorganismos porque las enzimas reductivas deshalogenasas necesitan muchos cofactores que produzcan la reacción correcta, incuyendo variantes en la vitamina B12, que protegen el átomo de cobalto reactivo, esencial para romper el enlace carbono-halógeno, el cual se encuentra protegido dentro de la enzima. Por esa razón es que no se tiene información acerca de los sustratos de las enzimas responsables.
La existencia de estos organismos y la aplicación de la increíble capacidad antes explicada ayudará a mejorar no sólo el medio ambiente, también la salud. Pero aún se necesitan hacer muchas investigaciones al respecto, pues, aunque se sabe que estos organimos están ahí, aún no se tiene una idea acerca de la forma en la que funcionan.
Breathing the unbreathable
ResponderEliminarUna estructura cristalina revela
cómo algunas bacterias
romper organohaluro
contaminantes.
Organohaluros son muy versátiles
productos químicos que contienen al menos una
átomo de carbono unido a un halógeno
átomo tal como cloro, bromo,
flúor, o yodo. incluyen
el tetracloroeteno disolvente de limpieza en seco
( PCE ) , el desengrasante industrial
tricloroetileno (TCE ) , que agotan el ozono
refrigerantes como los clorofluorocarbonos
( CFC ) , y compuestos antiadherentes como el teflón.
también son producidas por
las emisiones y descargas de rayos volcánica ;
plantas, animales y microbios producen
como hormonas , como moléculas de señalización. Algunos organohaluros son tóxicos en suficiente
la concentración. Sus emisiones industriales
ahora son controlados y beber
los niveles de agua están regulados.
. La aplicación industrial de
estos microbios organohaluro-respiran para
biorremediación es sin duda uno de los más rápidos
traducciones del descubrimiento científico en
práctica.En el corazón de esta aplicación exitosa
de biorremediación son microbios fascinantes
que organohaluros uso como terminal de
aceptores de electrones en su metabolismo.
En conjunto, estas nuevas estructuras
comenzará a revelar la relación entre
secuencia y preferencias de sustrato ,
ayudar a predecir el destino de sintético y
sustancias químicas naturales en el medio ambiente
basado en las poblaciones residentes
deshalogenar de microbios. Tal fundamental
comprensión es crucial para la efectiva
gestión de sitios contaminados .
Riboswitch regulates RNA
ResponderEliminarMetabolismo de los nutrientes en las bacterias es controlado por un circuito en
ARN que está regulado por ARN.
s. Su éxito
en estos muchos medios ambientes
que han perfeccionado la capacidad de
utilizar lo que está disponible, para no desperdiciar recursos
hacer ARN y proteínas para innecesaria
procesos, y para detectar y responder al
condiciones y requisitos cambian. Tiene
cada vez más claro que en base-ARN
regulación juega un papel importante en el empoderamiento
bacterias para responder a ambiental
cambios.El hallazgo apunta a un papel inesperado para
riboswitches, proteínas de unión de ARN, y
noncoding RNAs en el control de la expresión génica
por las fuerzas de unión.
Metabolismo de los nutrientes en las bacterias es controlado por un circuito en
ARN que está regulado por ARN
ARN se une a ARN
motivos horquilla y actuar como un "antiterminator" -
es decir, los bloques de la formación de dímero
de horquillas de ARN que cancelar más
transcripción de los operones EUT. Ribos brujas
que reconocen la vitamina B
y conducir a la
baja regulación de vitamina B
síntesis
genes fueron de los primeros en ser estudiado. Para estos, la vitamina B
actúa como un OFF
cambiar-cuando la vitamina B
es abundante,
más vitamina B
no es necesaria la síntesis.
Sin embargo, el ARN hizo
en ausencia de vitamina B
tiene un único
papel. En lugar de codificar una proteína, la
transcrito producido en ausencia de la vitamina
B
es un ARN no codificante que secuestra
la proteína EutV activado. Esto evita
EutV de estimular la síntesis de etanolamina
genes metabólicos (ver el segundo
cifra). Por lo tanto, esta vitamina B
riboswitch
Breathing the unbreathable
ResponderEliminarOrganohaluros son productos químicos que contienen al menos una átomo de carbono unido a un halógeno (Cl, Br F, ó I) incluyendo a todos los refrigerantes (clorofluorocarbonos) que acaban con la capa de ozono. Muchos organohaluros sintéticos se producen en enormes cantidades que llegan a ser tóxicos y han generado sitios contaminados alrededor de todo el mundo. Estos productos son en su mayoría contaminantes del agua subterránea, que si bien requiere grandes esfuerzos de limpieza son generalmente costosos.
Existen ciertos microbios que pueden descomponer contaminantes organohaluros como Sulfurospirillum multivorans que cataliza la separacion del enlace carbono-halógeno.
Las comunidades microbianas anaeróbicas podrían deshalogenar organohaluros y podrían ser utilizadas para desintoxicar los primeros contaminantes que emergieron casi 50 años atrás
La aplicación estos microbios para la biorremediación es sin duda uno de los más rápidos
aplicaciones del descubrimiento científico. Ahora los esfuerzos de remediación dependen en mayor parte de bacterias organohaluro-respiran específicas estos microbios fascinantes
respiran las moléculas de organohaluros como lo hacemos nosotros del oxígeno.
Todos estos microbios crecen mejor en comunidades complejas con
fermentación y microbios productores de metano. Tales ambientes anaeróbicos se encuentran en la naturaleza.
Dentro de los genomas de estos microbios encontramos una extraordinaria
diversidad de genes que codifican las enzimas (deshalogenasa) que catalizan la deshalogenación reductora. Los científicos han sido capaces de determinar unos cuantos sustratos para sólo un puñado de estas enzimas sin embargo, para la mayoría permanecen desconocidas ya que es muy difícil crecerlas y manipular los organismos y sus genomas.
La deshalogenasa reductiva enzimas requieren varios cofactores para llevar a cabo la reacción, incluyendo a la vitamina B12 que albergan un átomo de cobalto, fundamental para romper el vínculo carbón-halogeno.
Finalmente, estos descubrimientos tienen implicaciones más allá de los problemas ambientales, dado que la amplia variedad de órgano-haluros de origen natural y la diversidad de genes que codifican deshalogenasas predicen un papel central para estas enzimas en el ciclo mundial
de los halógenos.
Breathing the unbreathable
ResponderEliminarLos haluros organicos se conforman por al menos un atomo de carbono que se une a un a halogeno y esto se encuentra en la tierra de manera natural en las emiciones de calor volcanico, en los relampagos y tambien puede ser encontrado en las hormonas y en algunos mecanismos de defensa en los animales, plantas e incluso microorganismos. Hay bacterias que pueden descomponer estos organohaluros contaminantes. Pues se sabe que la Sulfurospirillum cataliza el enlace carbono-halógeno en PCE y TCE. Estos haluros pueden ser toxicos y son altamente estables lo que hace dificil la ruptura en sus enlaces. Se sabe que son pocos solubles en agua y que pueden estar en el medio ambiente siendo acumulados en los sedimentos, en las membranas y en algunos tejidos. Muchos de estos haluros fueron soltados al medio ambiente con la creciente actividad industrial, y esto al porducir una inmensa cantidas de toxicos liberados en el platena contamina innumerables lugares al rededor de todo en mundo.
Por ello se busca una manera de deahalogenar a estos compuestos y asi limpiar los contaminantes que estan presentes, esta reduccion se lleva a cabo en una gran variedad de microorganismos anaerobios los cuales utilizan la energia de los encales de carbono halogeno pues los haluros les sirven como una terminal receptora de electrones en el metabolismo lo cual hace en la respiracion que los radicalos halogenados e los compuestos sean removios de se esqueleto organico. Y gracias a este proceso se origina una molecula que no es toxica y que ademas se vuelve soluble en agua. Los microorganismos que se pueden utilizar para metabolizar a los haluros tienen una flilogenia diversa ya que se encuentran desde mantos acuideros y en sedimentos marinos, y gracias a que muchos de estos utilizan el haluro como un elemento para la realizacion de la respiracion anaerobia aunque en otros casos esta es su unica opcion. Pero gracias a sus genes que codifican y reducen el halogeno es como se ayuda a limpiar al planeta de esos gases toxicos. Y es por cosas como esta que se emplean diversos estudios para buscar que otros microorganismos pueden ayudar a media el medio ambiente para tener un buen manejo y un mejor cuidado de todo el planeta ayudando asi a limpiar algunos sitios contamidos, pues como ya todos sabemos solo tenemos una tierra y debemos cuidarla si planeamos vivir en ella. (Aunque cambie y probablemente nos extinga dentro de cientos de miles de millones de años).
Breathing the unbreathable
ResponderEliminarEl artículo nos habla acerca del descubrimiento relativamente reciente de bacterias que pueden degradar halocarburos. Pero ¿Qué es un halocarburo?
Un halocarburo es una molécula orgánica unida a uno o más átomos de un halógeno. Un ejemplo de un halocarburo son los clorofluorocarbonos, responsables de el agujero generado en el polo norte en la capa de ozono.
Los halocarburos no son solamente producidos por el hombre, sino que en menor cantidad también son producto de procesos de la tierra.
Pero lo más fascinante es que hay bacterias que "respiran" lo inrespirable, siendo en este caso el halocarburo, por ser su último aceptor de electrones en la respiración, así produciendo una deshalogenación lo que hace a la molécula más soluble en agua y más fácilmente atenuable en cuestiones de contaminación. El proceso antes mencionado se da gracias a la deshalogenasa, enzima que produce este efecto.
Es increíble la diversa cantidad de metabolismos con los que cuentan las bacterias, pudiendo ser útil en especial éste para el hombre moderno. No sabemos cuantos tipos de metabolismos microbianos desconocemos, seguramente existen más de los que nos imaginamos.
Esto lo podemos utilizar como un beneficio para nuestro planeta, pudiendo así revertir un poco del daño que le hemos hecho, no lo sabemos, pero tal vez podría ser un futuro de un planeta más verde, eso depende de nosotros.