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Ver el documento (formato PDF)   Ruiz, Jimena Alicia.  "Rol de los polihidroxialcanoatos en la resuesta al estrés desarrollada por P. putida GPo1"  (2004)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
La supervivencia de los microorganismos en la naturaleza depende de su habilidad para adaptarse rápidamente a los cambios en las condiciones ambientales. Por este motivo, las bacterias han desarrollado estrategias de supervivencia, mecanismos de control activos que les permiten hacer frente a las condiciones adversas y que facilitan el reajuste de la célula a nuevas situaciones. Uno de estos mecanismos es la Respuesta general a estrés que se induce en bacterias Gram-negativas ante distintas condiciones de estrés ambiental, tales como escasez en nutrientes, estrés osmótico, estrés oxidativo y cambios bruscos de temperatura. Los genes involucrados en la resistencia al estrés se encuentran bajo el control de una subunidad sigma alternativa de la RNA polimerasa denominada σˢ, codificada por el gen rpoS. El nivel intracelular de σˢ se regula a nivel transcripcional, traduccional y de estabilidad de la proteína. Otra respuesta desencadenada ante condiciones de estrés es la Respuesta Estricta, que se caracteriza por un aumento en el nivel intracelular de la alarmona (p)ppGpp. Dicha molécula modula la expresión de varios genes, entre ellos el rpoS. Tanto en E. coli como en Pseudomonas se demostró que el ppGpp tiene un efecto positivo sobre la transcripción de rpoS. Los polihidroxialcanoatos (PHAs) son polímeros de reserva bacterianos cuya acumulación y degradación favorece la supervivencia de los microorganismos en el ambiente. Resultados obtenidos previamente en el laboratorio, demostraron que la degradación del PHA acumulado incrementaba la supervivencia y la resistencia al estrés de la bacteria Pseudomonas putida en microcosmos de agua de río. Teniendo en cuenta estos aspectos, el objetivo general de la presente tesis doctoral fue estudiar el papel de los polihidroxialcanoatos en los mecanismos de repuesta al estrés en P. putida. Para esto se utilizó una cepa salvaje y una cepa con una mutación en la enzima PhaZ, encargada de degradar PHA, y se analizó el contenido intracelular de ppGpp en condiciones de depolimerización de PHA, así como también la resistencia a estrés térmico y oxidativo, y el contenido intracelular de os durante ayuno en carbono. Los resultados obtenidos mostraron que existe un aumento transitorio en el nivel intracelular de ppGpp, aproximadamente 5 hs después del comienzo de la degradación de PHA. No se observó incremento en el contenido de ppGpp en la cepa mutante incapaz de degradar el polímero. La complementación de la mutación phaZ restauró el fenotipo salvaje. Asimismo, se observó que la capacidad de degradación de PHA incrementaba el nivel intracelular de σˢ y la resistencia a estrés térmico y oxidativo durante ayuno en carbono. La introducción del gen que codifica para la depolimerasa de PHA en la cepa mutante phaZ incrementó el contenido de RpoS y la tolerancia al estrés. Estos resultados sugieren que existe una relación entre la depolimerización de PHA y la Respuesta general a estrés controlada por RpoS, que tal vez se encuentre mediada por ppGpp.

Abstract:
Survival of microorganisms in nature depends on their ability to adapt to changes in environmental conditions. For this reason, bacteria have developed survival strategies, active control mechanisms that allow them to cope with adverse conditions and facilitate the cell readjustment to new situations. One of these mechanisms is the General stress response induced in Gram-negative bacteria in response to several environmental stresses, such as nutrient starvation, osmotic stress, oxidative stress and abrupt temperature changes. The genes involved in stress resistance are under the control of an alternative sigma subunit of the RNA polymerase, σˢ, encoded by the rpoS gene. The intracellular level of σˢ is regulated at several levels, including transcription, translation and protein stability. Another mechanism triggered by stress conditions is the Stringent response. This response is characterized by an increase in the intracellular level of the alarmone (p)ppGpp. This molecule modulates the expression of several genes, including rpoS. The involvement of ppGpp as a positive signal for rpoS expression has been reported in E. coli and Pseudomonas. Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are bacteria] reserve polymers that enhance survival and competition abilities of microorganisms in the environment. Previous results of our laboratory, demonstrated that PHA degradation increased survival and stress resistance of Pseudomonas putida in river water microcosms. Considering all these aspects, the general purpose of this PhD. thesis was to study the role of PHAs in the stress response mechanisms in P. putida. For this purpose we used a P. putida wild type strain and a mutant in the PhaZ enzyme, which is involved in PHA degradation, to analyze the ppGpp intracellular levels in PHA depolymerization conditions; as well as the resistance to thermal and oxidative stress, and the intracellular σˢ content during carbon starvation. The results showed that PHA degradation is followed by an increase in ppGpp intracellular levels. This increase was not observed in the mutant strain unable to degrade the polymer. The complementation of the phaZ mutant restored the wild type phenotype. Moreover, it was observed that the capacity of PHA degradation increased the intracellular σˢ level and the resistance to heat shock and oxidative stress during carbon starvation. The introduction of the gene that codes for the PhaZ depolymerase in the mutant strain, increased RpoS content and tolerance to stress agents. These results suggest a relation between PHA depolymerization and the General stress response controlled by RpoS, that could be mediated by ppGpp.

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Registro:
Título : Rol de los polihidroxialcanoatos en la resuesta al estrés desarrollada por P. putida GPo1    
Autor : Ruiz, Jimena Alicia
Director : Méndez, Beatriz
Año : 2004
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Genética Bacteriana
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Químicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3726_Ruiz
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Microbiología
Química / Química Biológica
Palabras claves : POLIHIDROXIALCANOATOS; RESISTENCIA AL ESTRES; RPOS; PPGPP; AYUNO EN CARBONO; PSUDOMONAS PUTIDA (OLEOVORANS) GPO1; POLLYHYDROXYALKANOATES; STRESS RESISTANCE; RPOS; PPGPP; CARBON STARVATION; PSEUDOMONAS PUTIDA (OLEOVORANS) GPO1
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