1. INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE IRAPUATO
PLANTEL ABASOLO
BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL II
GENES LUX
Luz Elena Arroyo Zaragoza
Abasolo Gto. Noviembre 2011
2. Las bacterias poseen mecanismos de
comunicación intercelular que las capacitan para
un comportamiento multicelular , tal como se ha
demostrado en las mixobacterias, los cocos Gram
positivos y los vibrios luminiscentes marinos.
El término “deteccion de quórum” ( quorum
sensing, QS) se refiere a los mecanismos
moleculares que utilizan feromonas bacterianas
de tipo autoinductor para detectar la densidad
poblacional y promover respuesta al aumento de
la misma.
3. Uno de los procesos de QS mejor conocidos a
nivel molecular son los Genes lux también
llamados “bioluminiscencia” es un interesante
proceso bioquímico, por el que los organismos
emiten luz.
Este fenómeno ocurre en muchas especies como
animales, plantas, hongos, insectos y bacterias.
4. Estos organismos están ampliamente
distribuidos a lo largo del planeta en
numerosos ambientes, pero de todos los
organismos, se consideran a las bacterias
bioluminiscentes como las más abundantes
en la naturaleza. El hábitat principal de
estas especies es el océano, ya sea que se
encuentran viviendo de manera libre o
asociadas.
6. Las dos bacterias marinas Vibrio harveyi y Vibrio
fischeri son las especies mayormente estudiadas.
V. harveyi puede estar asociado al intestino de
algunos animales marinos o encontrarse como un
microorganismo de vida libre en el océano.
V. fischeri además de encontrase en estos
hábitats también vive en cultivo puro como
simbionte de los órganos productores de luz en
varios peces y calamares.
7. Las bacterias que se encuentran en simbiosis con
organismos marinos, les proporcionan ventajas en
el ecosistema como:
comida
depredadores
comunicación
8. La reacción de emisión de luz por parte de estas
bacterias depende de la enzima luciferasa. Esta
es una enzima dimérica, y tiene un peso
molecular aproximado de 80KDa. La actividad
catalítica de esta enzima requiere de tres
substratos: luciferina, oxígeno y ATP.
9. La estequiometría de la reacción, indica que por
cada molécula de ATP consumida se emite
aproximadamente un fotón. Esta propiedad, junto
con la alta especificidad de la enzima por el
nucleótido, hace que esta reacción sea un
sistema analítico ideal para detectar la presencia
de ATP, su producción o consumo, dependen de
la actividad enzimática.
10. La regulación genética del proceso de
bioluminiscencia en bacterias, está
controlado en el operón luxCDABE, en
donde se encuentra cinco genes
estructurales requeridos para la emisión de
luz: los genes luxC, luxD y luxE que
codifican para el complejo reductasa de los
ácidos grasos necesarios para reciclar el
substrato.
11.
12. MICROORGANISMO FUNCIÓN
GEN
lux A Subunidades de α de la luciferasa
lux B Vibrio harveyi Subunidades de β de la luciferasa
Vibrio fischeri
Photobacterium phosphoreum
lux C
Complejo Reductasa de ácidos
lux D
graso
lux E
lux F Photobacterium phosphoreum Flavoproteína
lux G Vibrio harveyi
Biosíntesis del sustrato flavina
lux H Vibrio harveyi
lux I Vibrio harveyi Síntesis del autoinductor
lux R Vibrio harveyi Proteína Regulatoria
13. Aplicaciones de los genes lux:
Construcción de biosensores para , determinar
la presencia y concentración de contaminantes
específicos y su toxicidad.
Control de bacterias MG liberados al ambiente.
Muchas bacterias bioluminiscentes han sido
modificadas genéticamente mediante la
colocación de un gen lux estos biosensores
pueden ser muy útiles en los estudios de
biorremediación.
