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Bacillus subtilis

Bacillus subtilis es una bacteria Gram positiva, Catalasa-positiva, aerobio1 comúnmente encontrada en el suelo. Miembro del Género Bacillus, B. subtilis tiene la habilidad para formar una resistente endospora protectora, permitiéndole tolerar condiciones ambientalmente extremas. Características Cuando se somete al proceso de tinción de Gram, la bacteria adopta la típica coloración violeta de las bacterias Gram positivas. Esto es debido al peptidoglicano presente en su pared celular. Por otra parte, cuando las bacterias de cultivan en agar sangre, se observa un patrón de hemólisis completo. Esto las ubica dentro del grupo de las bacterias Beta hemolíticas, capaces de ocasionar la lisis completa de los eritrocitos. En lo referente al metabolismo, la Bacillus subtilis es capaz de hidrolizar triglicéridos, no así fosfolípidos ni caseína. Hasta hace poco se creía que esta bacteria era aeróbica estricta. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que puede subsistir en ambientes sin disponibilidad de oxígeno. En condiciones anaeróbicas puede llevar a cabo la fermentación mediante la vía del butanediol. Igualmente puede realizar la amonificación con nitrato. La Bacillus subtilis es una especie bacteriana que puede ser encontrada en diversos ambientes. Ha sido aislada de ambientes terrestres y acuáticos. Sin embargo, cuando se encuentra en un medio con condiciones hostiles tiene un mecanismo para sobrevivir. Ese mecanismo es la producción de esporas, las cuales son altamente resistentes a las cambiantes condiciones de medio externo. Una vez el medio ambiente

vuelve a ser favorable, las esporas germinan y comienzan a reproducirse las bacterias nuevamente. Entre sus atributos se puede mencionar que presenta la enzima catalasa, la cual le permite dividir a la molécula de peróxido de hidrógeno en sus constituyentes: agua y oxígeno. Otras enzimas de importancia que posee son las nitrato reductasas, en especial dos, que son únicas. Una de ellas se emplea en la asimilación de nitrato de hidrógeno y la otra se utiliza en la respiración del nitrato. En lo referente a los requerimientos ambientales, la Basillus subtilis puede crecer y desarrollarse en intervalos de temperatura de entre 15°C hasta 55°C. Además es capaz de sobrevivir en concentraciones salinas de hasta 7% de NaCl. https://www.lifeder.com/bacillus-subtilis/

Historia El Bacillus anthracis fue descrito por primera vez por A. Pollander en 1849 a partir de sangre de vacas muertas por carbunco, en 1850 C. Davaine confirmó estos hechos. Los estudios realizados por R. Koch en 1877 profundizaron aún más en el conocimiento de este germen, que también fue abordado por Pasteur en 1881; este estableció el valor indudable de la vacunación en experimentos que son reconocidos como de alto valor histórico y científico en las ciencias médicas y en veterinaria. https://www.ecured.cu/Bacillus

Usos industriales Aplicaciones de la Bacillus subtilis La Bacillus subtilis es una bacteria que ha resultado beneficiosa en varias áreas o campos. Todavía hoy se siguen realizando estudios para determinar la utilidad que puede tener. Actividad antifúngica Entre los microorganismos patógenos que afectan a los diversos cultivos están los hongos. Ellos se encuentran entre los causantes principales del daño y deterioro de ciertas plantas. En estudios experimentales se ha logrado determinar el efecto antifúngico que tiene la Bacillus subtilis. Libera ciertas sustancias que tienen la capacidad de romper las paredes celulares de otros organismos, como los hongos, ocasionando su lisis.

Tomando en cuenta esta característica, la Bacillus ampliamente para el control de plagas en los cultivos.

subtilis es

utilizada

Elaboración de detergentes La Bacillus subtilis produce un tipo de enzimas, conocidas como proteasas, las cuales han sido utilizadas desde hace muchos años como aditivos en los detergentes. Entre las proteasas que produce esta bacteria, la más utilizada a nivel industrial en la fabricación de detergentes es la subtilisina. La utilidad de esas enzimas radica en que son capaces de degradar sustancias de origen proteico, lo que se traduce en la efectividad del detergente en la eliminación de este tipo de manchas. En el área farmacológica La Bacillus subtilis produce ciertas sustancias que tienen un efecto antibiótico. Esto quiere decir que son capaces de eliminar otras cepas bacterianas que si son patógenas. Un ejemplo de esto es el medicamento Bacitracina, el cual es un ungüento que se aplica en heridas, lesiones o quemaduras y es efectivo en contra de otras bacterias grampositivas. La bacitracina está conformada por polipéptidos producidos por una de las cepas aisladas de esta especie de bacterias. Así mismo, esta bacteria produce aproximadamente dos docenas de sustancias con cualidades antibióticas, las cuales incluyen péptidos de síntesis ribosomal y otros que no lo son. Son sustancias cuyos efectos aún permanecen bajo estudio para determinar todas sus potencialidades. En la gastronomía Hay una cepa de Bacillus subtilis que actúa sobre la semilla de la soja, llevando a cabo el proceso de fermentación. El resultado de este proceso es un alimento de origen japonés conocido con el nombre de Natto. Es un alimento cuyo sabor es poco convencional, pero esto lo compensa con la gran cantidad de nutrientes que aporta. La Bacillus subtilis es una bacteria conocida por la gran cantidad de beneficios que aporta al ser humano. Pese a esto, aún quedan muchas de sus propiedades por descubrir. Es un microorganismo que dará mucho de qué hablar en el área de la biotecnología. Paises donde se utiliza Se ha observados los éxitos alcanzados en algunos países tropicales Brasil, Cuba, Perú, India, Filipinas entre otros con la utilización de los biofertilizantes, ha

permitido su extensa aplicación en diferentes cultivos de interés como la caña de azúcar, trigo, arroz, tomate, algodón entre otros con la reducción hasta del 50% de los fertilizantes nitrogenados y fosfóricos convencionales con un incremento en los rendimientos entre el 15-30%.(Peñaranda et al., 2005). [ CITATION LOZ10 \l 9226 ] Proceso metabolico El desarrollo de nuevas tecnologías para obtener productos químicos de gran volumen están basadas en el uso de sustratos abundantes y económicos, tales como los residuos agroindustriales, los cuales contienen principalmente mezclas de xilosa, glucosa y celobiosa. Bacillus subtilis puede utilizarse para estos fines por su capacidad de metabolizar una amplia variedad de azúcares.

Aún se desconoce el sistema fermentativo de B. subtilis y varios grupos de investigación han propuestos rutas metabólicas posiblemente involucradas, en base a los productos finales identificados y a la secuencia de genes reportados a partir del proyecto de secuenciación del genoma completo de B. subtilis (figura 3.1. Kunst et al., 1997; Nakano et al., 1997; Nakano y Zuber, 1998; Cruz Ramos et al., 2000). En medios minerales en presencia de glucosa y piruvato, se han identificado acetato, etanol, lactato y pequeñas cantidades de acetoina y 2,3butanodiol como principales productos de fermentación (Nakano et al., 1997; Nakano y Zuber, 1998), sin embargo bajo las mismas condiciones de cultivo, Cruz Ramos et al (2001) identificaron la presencia de lactato, acético y 2,3-butanodiol como únicos productos de fermentación. En medios ricos con glucosa se reporta la presencia de lactato como único producto de fermentación (Espinosa de los Monteros et al., 2001). Lo anterior sugiere la presencia de varias rutas metabólicas

involucradas en el proceso de fermentación de B. subtilis, las cuales aún no han podido ser identificadas completamente. [ CITATION CLA03 \l 9226 ] Patología La Bacillus subtilis es una bacteria que se considera segura e inocua para el hombre. Sin embargo, debido a que se encuentra en el suelo y en el intestino de algunos animales, es posible que infecte algunos alimentos. A pesar de esto, son muy escasos los casos que se han documentado de intoxicación alimentaria por esta bacteria. La mayoría se refieren a pacientes inmunosuprimidos, cuyo sistema inmunológico no se encuentra totalmente apto para cumplir su función. Cuadro clínico En los pocos casos de intoxicación alimentaria por Bacillus subtilis, los síntomas descritos son similares a la intoxicación generada por la bacteria Bacillus cereus. Entre los más destacados se pueden contar: 

Diarrea



Nauseas



Febrícula



Malestar general.

Es importante acotar que estos son casos aislados, tan escasos que la literatura sobre ellos es poca. Por regla general, y basado en los estudios que se han llevado a cabo utilizando la Bacillus subtilis, se afirma que es una bacteria inofensiva para el ser humano.

Aspergillus giganteus Aspergillus giganteus es de considerable interés por su potencial para secretar una proteína antifúngica (AFP) que inhibe el crecimiento de una variedad de hongos filamentosos, principalmente de los géneros Aspergillus y Fusarium (Lacadena et al. 1995; Vila et al. 2001; Theis et al. 2001; 2003). La aplicación de esta proteína es prometedora en la conservación de alimentos y para la generación de plantas resistentes a los patógenos, ya que la AFP es altamente específica para diversos hongos fitopatógenos (por ejemplo, Fusarium spp). Además, el rango de huéspedes de AFP incluye patógenos humanos oportunistas (por ejemplo, A. fumigatus, A. niger), lo que hace que la proteína sea atractiva para su uso en aplicaciones clínicas.

El desarrollo de un sistema de transformación genética eficiente para el hongo es esencial para el análisis de A. giganteus y AFP. Hasta la fecha, hemos logrado introducir ADN en A. giganteus mediante el uso de la transformación de protoplastos mediada por polietilenglicol (PEG) (Wnendt et al. 1990; Meyer et al. 2002). Sin embargo, la tasa de transformación se ve afectada por variaciones en la eficiencia de diferentes lotes de enzimas que degradan la pared celular y es demasiado baja para ciertas aplicaciones. Los enfoques alternativos descritos para la introducción de ADN en hongos filamentosos son la electroporación, la transformación biolística (para una revisión, ver Ruiz-Díez 2002) y la transformación mediada por Agrobacterium tumefaciens (de Groot et al. 1998; Malonek y Meinhardt 2001; Mullins et al. al. 2001; Hanif et al. 2002). En un intento por mejorar la eficiencia de transformación de A. giganteus evitando la necesidad de preparación de protoplastos, probamos en este estudio la aplicabilidad de técnicas de transformación alternativas para A. giganteus y las comparamos con la transformación de protoplastos....