Bacterijuegos olímpicos

En nuestra segunda tira publicada en Sem@foro, Coco y Fran van a mirar los bacterijuegos olímpicos, allí aprenderán sobre distintos tipos de movimientos que tienen las bacterias.

GUIÓN E ILUSTRACIÓN: Alejandro Rodríguez Juele y Nicolás Peruzzo.

MATERIAL CIENTÍFICO/TÉCNICO:   Daniela Arredondo, María José Gonzalez y Paola Scavone.

 

➡ 🇪🇸 ¡Descarga la hoja de bacterijuegos olímpicos en pdf!

Leer más sobre el tema

Movilidad Bacteriana

Las bacterias son microorganismos que emplean diversas estrategias para moverse activamente o dirigir su propio movimiento sobre distintas superficies y para esto emplean distintas estructuras bacterianas como los son flagelos que rotan, fimbrias o pilis que empujan, etc. Por lo que la movilidad bacteriana varía de swimming o nado, swarming, gliding, twitching, surfing y sliding. Dependiendo de la presencia o no de estas estructuras los distintos microorganismos podrán realizar distintos tipos de movilidades.

Swimming (bacterias que nadan)

Ejemplos de bacterias que hacen swimming: E. coli, P. mirabilis y muchas otras. La movilidad swimming se da generalmente en medios líquidos o semi-sólidos y está dada por la presencia de algunos pocos flagelos que rotan y generan el movimiento de nado. Los flagelos bacterianos son apéndices proteicos que mediante rotación le permiten avanzar. Esta movilidad le permite a las bacterias moverse a velocidades de 30 um/s para que tengamos una idea a una bacteria que mide 1 um le llevaría unas 6 horas recorrer 1 metro lo que es un millón de veces su tamaño. Algo así como si nosotros en 6 horas nadáramos una distancia de 1.600 kilómetros!

Swarming (bacterias que se mueven en masa)

La movilidad swarming ocurre en superficies sólidas y está dada por la presencia de múltiples flagelos y es una movilidad que se da en grupo. Si bien muchas bacterias tienen este tipo de movilidad, la más conocida por este aspecto es Proteus spp. Este fenómeno se puede observar cuando se inocula una placa de agar a partir de un cultivo en medio líquido, colocando una gota en el medio de la placa. Las bacterias que se encuentran en el borde de la colonia sufren ciertos cambios morfológicos, transformándose en bacterias alargadas e hiper flageladas (células swarmers). Estas bacterias por lo tanto son capaces de moverse sobre el agar al unísono, unos cuantos milímetros (como si fuera una ola de bacterias, ya que se mueven todas juntas). En cierto momento estas células se detienen y vuelven a multiplicarse con su forma habitual. Luego comienza un nuevo ciclo de movimiento. Por ese motivo, al observar la placa se observan círculos concéntricos de crecimiento.

Twitching (bacterias que se mueven espasmódicamente -tipo breakdance-)

Ejemplos de bacterias que hacen twitching: Pseudomonas aeruginosa, Xylella fastidiosa, Acinetobacter baumannii, entre otras. La movilidad twitching depende de la presencia de fimbrias/pili de tipo IV que permite el movimiento en superficies sólidas a través de la extensión y retracción del pili.

La bacteria produce el pili tipo IV que se adhiere a la superficie y luego como si este fuera una cuerda se acerca a la superficie retrayendo el pili.La polimerización de las subunidades de pilina (pilA) asistida por una enzima ATPasa pilB y la secreción de la estructura a través de la secretina pilQ permite la adhesión mediante la proteína que se encuentra en la punta pilC. Para su retracción se produce la depolimerización que involucra otra enzima la ATPasa pilT. Esta secuencia de eventos de armado y desarmado permite la adhesión a las superficies que incluye superficies bióticas y abióticas. Para generar el movimiento la bacteria produce varios pili tipo IV en los polos opuestos de la bacteria y eso le permite avanzar a los tumbos.

Surfing (bacterias que surfean)

El surfing fue descrito primeramente en Pseudomonas aeruginosa pero ya se sabe que varios microorganismo pueden realizarlo (E. coli, S. enterica, P. mirabilis y E. cloacae). Este tipo de movilidad depende de la presencia de la glicoproteína mucina y fue descubierto empleando un medio artificial que simula las condiciones de la fibrosis quística (enfermedad pulmonar). Es más rápida que la movilidad swimming y difiere del swarming en que no depende de la viscosidad del medio, fuente de nitrógeno ni de la presencia de los pili tipo IV.

La mucina es secretada por las glándulas de la mucosa y submucosa de los pulmones y de otras superficies mucosales, tiene propiedades características de viscoelasticidad que contribuyen en el mucus. Cuando la mucina es adicionada a un medio semi sólido acelera la movilidad produciendo el surfing.

De las estructuras bacterianas solo estarían involucrados los flagelos. Las colonias surfing se muestran como relativamente circulares con un borde fino y blanco que contienen mayoritariamente células no flageladas y luego en el centro más oscuro y/o coloreado con células flageladas. La mucina actuaría como un agente lubricante por lo que las bacterias lo usarían como una ola y con los flagelos las bacterias se propulsan rápidamente. Al final del movimiento las bacterias ya no necesitan más los flagelos lo que sería como al llegar a la playa el surfista no necesita más su tabla (los flagelos).

Gliding (bacterias que se deslizan)

Ejemplos de bacterias con este tipo de movilidad: Flavobacterium johnsoniae y Porphyromonas gingivalis

Es un tipo de movilidad pasiva que no depende de la presencia de estructuras específicas  como fimbrias o flagelos sino que radica en la producción de biosurfactantes que reducen la tensión superficial lo que le permite a las bacterias deslizarse sobre la superficie. Recientemente (en 2010) se descubrió que el sistema de secreción tipo 9 (SST9) era necesario para este tipo de movilidad y se encarga de secretar las distintas adhesinas para la movilidad gliding así como factores de virulencia aunque aún no es completamente dilucidado. Ocurre en bacterias que no tienen flagelos y en condiciones de bajos nutrientes se ha observado un aumento de esta movilidad. Se genera a partir de cada célula de forma individual aunque se mueven en conjunto. El movimiento es continuo y sigue regularmente el eje del largo de las células que se agregan predominantemente en paquetes durante el movimiento.

Sliding (también se deslizan)

Quienes hacen sliding? Serratia marscences, Pseudomonas aeruginosa, Legionella pneumophila, Bacillus subtilis, Sinorhizobium meliloti, Salmonella enterica serovar Typhimurim

Es un tipo de translocación de superficie producida por las fuerzas expansivas en un cultivo en crecimiento en combinación con propiedades especiales de la superficie de las células que resultan en una fricción reducida entre la célula y el sustrato. El patrón micromorfológico es el de una lámina uniforme de células muy compactas en una sola capa. La lámina se mueve lentamente como una unidad. Igual todavía no se sabe mucho de este movimiento.Fuerza motriz generada por la comunidad bacteriana. Las zonas de propagación producidas por deslizamiento por diferentes especies en diferentes medios de cultivo son macroscópicamente indistinguibles de las zonas de propagación de cepas que hacen twitching