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Buenos días/tardes/noches!!! Hoy os traemos buenas noticias desde Seramix, sobre todo si sois miembros de la Universidad de Valencia y estáis sedientos de nuevas noticias en microbiologia (que suponemos que por eso estáis aquí). Gracias a un miembro del equipo docente, David Ruiz Arahal, tenemos acceso libre a la prestigiosa revista International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology solo por ser miembros de la UV. Así que si queréis manteneros al tanto de las últimas novedades de este nuestro macro-micromundo de seres diminutos, no dejéis de entrar en esta revista on-line.

Bon dia/tarda/nit!!! Avui vos portem bones notícies des de Seramix, sobre tot si en sou membres de la Universitat de València i esteu sedents de noves notícies en microbiologia (que suposem que per això esteu açí). Gràcies a un membre de l’equip docent, David Ruiz Arahal, tenim accés lliure a la prestigiosa revista International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology sols per ser membres de la UV. Així que si voleu mantenir-vos al tant  de les ùltimes novetats  d’aquest el nostre macro-micro món dèssers diminuts, no deixeu d’entrar en aquesta revista on-line.

Good morning/afternoon/evening!!! Today we are bringing you good news from Seramix, especially if you are membrers of the University of Valencia and you are thirsty of Microbiology news (we suppose that’s why you are here). Thanks to a member of the docent team, David Ruiz Arahal, we have free access to the prestigious science magazine International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, just because being members of the UV. So if you want to get the last news of this our macro-microworld of tiny beings, don’t stop entering this on-line magazine.

Erwinia amylovora y el fuego bacterianoErwinia amylovora i el foc bacteriàFire blight and Erwinia amylovora

Hoy en Seramix os vamos a hablar de otro grupo de investigación del departamento de microbiología de nuestra universidad centrado en el estudio de las enfermedades causadas en plantas por bacterias. Una de las enfermedades que han estudiado Elena Biosca y Milagros López (ambas trabajan en el Instituto Valenciano de Actividades Agrarias, la segunda exclusivamente) es el fuego bacteriano, causada por Erwinia amylovora. Esta enfermedad afecta a plantas de la familia de las rosáceas y uno de sus efectos es el deterioro de las hojas, que adquieren un aspecto quemado, razón por la cual la enfermedad se llama de esta manera. Se trata de una enfermedad que está provocando grandes pérdidas económicas en todo el mundo, acabando con cultivos enteros de pera y manzana. Los países libres de la enfermedad prohibieron la importación de manzanas y peras de los países en los cuales la enfermedad es un mal endémico, desde el momento en que se encontró Erwinia amylovora en los cálices de manzanas de árboles que no presentaban síntomas, a pesar de que nunca se ha demostrado que la enfermedad pudiera transmitirse por los frutos. Algunos autores argumentaban que tal prohibición no tenía sentido puesto que si se obtenían bacterias de los cálices de manzana y se cultivaban en un medio no selectivo estas no crecían, sin embargo Biosca y López detectaron que esta especie entra con facilidad en estado viable pero no cultivable (VBNC), por lo que, el simple hecho de que la bacteria no crezca en medios no selectivos no es un criterio suficiente para afirmar que la enfermedad no pudiera contagiarse a través de manzanas y peras (Biosca E. G., López M. M. et al., 2009). Además, hay que indicar que el transporte de frutas a largas distancias se produce a 5ºC y con compuestos de cobre (en general sulfato de cobre) para fomentar la conservación y a cortas distancias suele transportarse el alimento a temperaturas más altas y sin compuestos metálicos. El estado viable pero no cultivable es una respuesta adaptativa frente a condiciones de estrés, por escasez de nutrientes o por presencia de cobre. Resulta sorprendente el hallazgo de estas investigadoras, puesto que detectaron que un mayor número de colonias se recupera de las condiciones de estrés cuando la fruta es mantenida a 5ºC y en presencia de sulfato de cobre, condiciones en las que, como se ha mencionado anteriormente, la fruta es transportada a grandes distancias. Sin embargo cuando la fruta es conservada a 26ºC y en ausencia de sulfato de cobre el número de colonias recuperadas era menor, lo que indica, por primera vez, que el cobre induce el estado viable pero no cultivable (Biosca E. G., López M. M. et al., 2006) por lo que acabaron concluyendo que el modo en el que se realiza el transporte no es el más adecuado y que además la prohibición es necesaria, puesto que la recuperación de la bacteria es factible y propicia tener una actitud previsora.

Con el objetivo de caracterizar la diversidad dentro de Erwinia amylovora, Biosca y López reunieron una colección de 63 cepas de la bacteria aisladas desde el 1995 al 2001 para averiguar las fuentes de inóculo del fuego bacteriano que han provocado la difusión en nuestro país, a pesar que estos brotes de la enfermedad fueron contrarrestados y España es considerado por la UE un país libre de la enfermedad. Se trata de un estudio importante porque muchas de las pruebas realizadas son el primer escalón para comprender mejor como actúa Erwiniya y los futuribles tratamientos que podrían emplearse para combatir la enfermedad que produce. Las técnicas utilizadas, algunas de las cuales nos son sumamente conocidas a los estudiantes de biología: API 20E, API 50CH, PCR, electroforesis en gel de campo pulsado, análisis de DNA polimórfico, etc., sirvieron para agrupar las cepas españolas por su origen geográfico y se determinó que muchos de los brotes de la enfermedad en España han sido causadas por la introducción en la península de material de origen vegetal o de fuentes del inóculos de diferentes países de Europa (Biosca E. G., López M. M., et al. 2007).

Imagen de una planta afectada por fuego bacteriano. Nótese que tanto frutos y hojas adquieren un aspecto quemado, producto de las lesiones necróticas que sufren los tejidos de la planta. Foto extraída de esta web.

Avui a Seramix us parlarem d’un altre grup de recerca del departament de microbiologia de la nostra universitat centrat en l’estudi de les malalties causades en plantes per bacteris. Una de les malalties que han estudiat Elena Biosca i Milagros López (ambdues treballen a l’Institut Valencià d’Activitats Agràries, la segona exclusivament) és el foc bacterià, causada per Erwinia amylovora. Aquesta malaltia afecta a plantes de la família de les rosàcies i un dels seus efectes és el deteriorament de les fulles, que adquireixen un aspecte cremat, raó per la qual la malaltia es diu d’aquesta manera. Es tracta d’una malaltia que està provocant grans pèrdues econòmiques a tot el món, acabant amb cultius sencers de pera i poma. Els països lliures de la malaltia han prohibit la importació de pomes i peres dels països en els quals la malaltia és un mal endèmic, des del moment en què es va trobar Erwinia amylovora en els calzes de pomes d’arbres que no presentaven símptomes, tot i que mai s’ha demostrat que la malaltia pogués transmetre pels fruits. Alguns autors argumentaven que tal prohibició no tenia sentit ja que si s’obtenien bacteris dels calzes de poma i es conreaven en un medi no selectiu aquestes no creixien, però Biosca i López van detectar que aquesta espècie entra amb facilitat en estat viable però no cultivable (VBNC), pel que, el simple fet que el bacteri no creixi en mitjans no selectius no és un criteri suficient per afirmar que la malaltia no pogués contagiar a través de pomes i peres (Biosca E. G., López M. M. et al., 2009). A més, cal indicar que el transport de fruites a llargues distàncies es produeix a 5 º C i amb compostos de coure (en general sulfat de coure) per fomentar la conservació i a curtes distàncies es sol transportar l’aliment a temperatures més altes i sense compostos metàl · lics. L’estat viable però no cultivable és una resposta adaptativa davant de condicions d’estrès, per escassesa de nutrients o per presència de coure. Resulta sorprenent la troballa d’aquestes investigadores, ja que van detectar que un major nombre de colònies es recupera de les condicions d’estrès quan la fruita és mantinguda a 5 º C i en presència de sulfat de coure, condicions en què, com s’ha esmentat anteriorment, la fruita és transportada a grans distàncies. No obstant això quan la fruita és conservada a 26 º C i en absència de sulfat de coure el nombre de colònies recuperades és menor, el que indica, per primera vegada, que el coure indueix l’estat viable però no cultivable (Biosca EG, López MM et al ., 2006) pel que van acabar concloent que la manera en què es realitza el transport no és el més adequat i que a més la prohibició és necessària, ja que la recuperació del bacteri és factible i propicia tindre una actitud previsora.

Amb l’objectiu de caracteritzar la diversitat dins d’Erwinia amylovora, Biosca i López van reunir una col · lecció de 63 soques del bacteri aïllades des del 1995 al 2001 per esbrinar les fonts d’inòcul del foc bacterià que han provocat la difusió al nostre país, tot i que aquests brots de la malaltia van ser contrarrestats i Espanya és considerat per la UE un país lliure de la malaltia. Es tracta d’un estudi important perquè moltes de les proves realitzades són el primer escaló per a comprendre millor com actua Erwinia i els futuribles tractaments que podrien emprar-se per combatre la malaltia que produeix. Les tècniques utilitzades, algunes de les quals ens són summament conegudes als estudiants de biologia: API 20E, API 50CH, PCR, electroforesi en gel de camp polsat, anàlisi de DNA polimòrfic, etc., van servir per agrupar les soques espanyoles pel seu origen geogràfic i es va determinar que molts dels brots de la malaltia a Espanya han estat causades per la introducció a la península de material d’origen vegetal o de fonts del inòculs de diferents països d’Europa (Biosca EG, López MM, et al. 2007).

Imatge d’una planta afectada per foc bacterià. Cal notar que tant fruits i fulles adquireixen un aspecte cremat, producte de les lesions necròtiques que pateixen els teixits de la planta. Foto extreta de aquesta web .

We are going to talk today in Seramix about another research group of the Microbiology Department in our university.

This group focuses in plant diseases by bacterial pathogens. One of these diseases, which is studied by Elena Biosca and Milagros Lopez (workers in the Instituto Valenciano de Actividades Agrarias) is the Fire blight. The causal pathogen is Erwinia amylovora. Fire blight affects members of the family Rosaceae. The term “fire blight” describes the appearance of the disease, which can make affected areas appear blackened, shrunken and cracked, as though scorched by fire.

This disease causes big economic loss, running out apple and pear crops around the world.  It has been a major reason for an embargo on the importation of endemic Countries´ apples and pear to free-diseases countries. Although has never been proven the fruit transmission of this disease. Some authors argue that the embargo has no sense because the Erwinia amylovora bacteria present in fruits cannot growth in a culture media. However Biosca and Lopez detected an easy transition to the VBNC state in this group of bacteria. Therefore the no-growth fact cannot be an adequate criterion to establish the fruit transmission of this disease (Biosca E. G., López M. M. et al., 2009).

In the long distance transport the fruit is preserved at 5ºC with copper compounds, Copper (II) Sulfate to maintain the fruit optimal condition. In short distance transport the fruit is preserved at higher temperatures without metallic compounds. Our research group found that the VBNC state is an adaptive response to stress conditions such as starve or copper presence. It is amazing because shown that a higher number of colonies recover of stress conditions when fruit is preserved at 5ºC with copper compounds than when fruit is preserved at 26º without copper compounds. This shows that copper induces the VBNC state (Biosca E. G., López M. M. et al., 2006). The obvious conclusion says that the embargo was a correct action and urges a change of this fruit transport conditions.

To characterize the diversity of Erwinia amylovora Biosca and Lopez collect 63 different strains from isolated bacteria between 1995 and 2001. This was the first step to find out the fire blight source in our country, despite nowadays Spain is considered a free fire blight country by EU. This is an important research because is the first step to understand the Erwiniya behavior and the possible treatments of this disease. The used techniques were API20E, API50CH, PCR, Gel electrophoresis, Polymorphic DNA analysis… This was used to group together the Spanish strains by their geographic origins. It was determined that many Spanish outbreaks have been caused by plant material from different Europe countries (Biosca E. G., López M. M., et al. 2007).

Fire blight in plant. Note the scorched aspect, produced by necrotic injuries in plant tissue. The picture is from this web.

Recombinación homólogaRecombinació homòlogaHomologous recombination

Como desde Seramix sabemos que si estás por aquí lo más probable es que seas un alumno de genética o de microbiología, hoy te ofrecemos una ayudita para entender un concepto que es fundamental a la par que difícil de entender: el mecanismo de recombinación homóloga. En esta animación se nos muestra de manera muy detallada como E. coli  realiza este proceso:

http://www.wwnorton.com/college/biology/mbio/animations/main.asp?chno=ch09a01

En eucariotas este proceso es a groso modo muy parecido, solo que cambian las proteinas implicadas, como vemos en este video:

Com des de Seramix sabem que si estàs per ací el més probable és que sigues un alumne de genètica o de microbiologia, hui t’oferim una ajudeta per a entendre un concepte que és fonamental al mateix temps que difícil d’entendre: el mecanisme de recombinació homòloga. En aquesta animació se’ns mostra de manera molt detallada com E. coli realitza aquest procés:

http://www.wwnorton.com/college/biology/mbio/animations/main.asp?chno=ch09a01

En eucariotes aquest procés és a molt paregut, només que canvien les proteïnes implicades, com veiem en aquest vídeo:

From Seramix we know that if you are around here it is because you are Genetics or a Microbiology student, so we offer you today a little help for you to understand a basic and a hard concept to catch: the homologous recombination’s mechanism. In this animation it is shown on a quite detailed way how E. coli makes this process:

http://www.wwnorton.com/college/biology/mbio/animations/main.asp?chno=ch09a01

In Eukarya this process is roughly the same, just the proteins are different, as we can see on this video:

Replicación por círculo rodanteReplicació per cercle rodantRolling circle replication

La replicación por círculo rodante es un mecanismo utilizado por algunas bacterias y virus que difiere de la replicación semiconservativa típica. En bacterias es utilizada para trasmitir un plásmido mediante conjugación. En el bacteriófago lambda el proceso ocurre al entrar en modo lítico, como forma de generar nuevas réplicas del genoma del fago. Aunque este mecanismo tiene múltiples variaciones, sobretodo en virus, básicamente se podría resumir así:

La síntesis de DNA  comienza  con el corte en una cadena (morada) en el origen de replicación, el extremo 5´ se aleja del dúplex, permitiendo la adición de desoxirribunucleotidos al extremo 3´ libre, que tomarán como molde la cadena complementaria.

Mientras ocurre esto, el extremo 5´ de la cadena cortada se despliega como una cadena libre de tamaño cada vez mayor.

Cuando toda  esta cadena se ha desplegado, el extremo 3´ se ha disociado de la cadena complementaria,  la maquinaria de replicación corta y liga los dos extremos formando nuevamente una molécula de DNA monocatenario y dejando tras de sí un DNA circular de doble cadena, una de las cadenas es de nueva síntesis (rosa) y la otra corresponde a la cadena molde (azul).

EL DNA monocatenario (morado) deberá sintetizar su cadena complementaria para convertirse nuevamente en un DNA de doble cadena.

Aquí os dejo un par de animaciones muy buenas del proceso:

http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072556781/student_view0/chapter13/animation_quiz_6.html

http://www.wwnorton.com/college/biology/mbio/animations/main.asp?chno=ch07a05

Detalle de la transferencia de un plásmido por replicación por circulo rodante.

La replicació per cercle rodante és un mecanisme utilitzat per algunes bacteries i virus que diferix de la replicació semiconservativa típica. En bacteris és utilitzada per a transmetre un plasmidi per mitjà de conjugació. En el bacteriòfag lambda el procés ocorre a l’entrar en mode lític, com a forma de generar noves rèpliques del genoma del fago. Encara que este mecanisme té múltiples variacions, sobretot en virus, bàsicament es podria resumir així:

 

La síntesi de ADN comença amb el tall en una cadena (morat) en l’origen de replicació, l’extrem 5´ s’allunya del dúplex, permetent l’addició de desoxirribunucleotids a l’extrem 3´ lliure, que prendran com a motle la cadena complementària.

Mentres ocorre açò, l’extrem 5´ de la cadena cortada es desplega com una cadena lliure de grandària cada vegada major. Quan tota esta cadena s’ha desplegat, l’extrem 3´ s’ha dissociat de la cadena complementària, la maquinària de replicació curta i lliga els dos extrems formant novament una molècula de ADN monocatenari i deixant després de de si un ADN circular de doble cadena, una de les cadenes és de nova síntesi (rosa) i l’altra correspon a la cadena motle (blau). EL ADN monocatenari (morat) haurà de sintetitzar la seua cadena complementària per a convertir-se novament en un ADN de doble cadena.

Ací vos deixe un parell d’animacions molt bones del procés:

http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072556781/student_view0/chapter13/animation_quiz_6.html

http://www.wwnorton.com/college/biology/mbio/animations/main.asp?chno=ch07a05

Detall de la transferència d’un plasmidi per replicació per circle rodant.

Rolling circle replication is a mechanism used by some bacteria and virus that differs from the typical semiconservative replication. In bacteria is used to transmit a plasmid by conjugation. In bacteriophage lambda the process occurs when lytic cycle starts, as a way to replicate the phage genome. Although this mechanism has multiple variations, especially in virus, basically could be summarized as follows:

DNA synthesis begins with a cut in a chain (purple) in the origin of replication, the 5′ moves away from the duplex, allowing the addition of deoxyribonucleotides to the free 3′ end taking the complementary strand as template.

As this occurs, the 5 ‘end of the cut string unfolds like a free chain of increasing size.

When this chain  has finally unfolded , the 3′ end has dissociated from the complementary strand, the replication machinery cuts and binds the two ends to form again a single stranded DNA molecule and leaving behind a circular double-stranded DNA, one is the newly synthesized chain (pink) and the other one is the template strand (blue).

Single-stranded DNA (purple) must synthesize its complementary strand to become again a double-stranded DNA.

Here there are a couple of amazing animations about this mechanism

http://highered.mcgrawhill.com/sites/0072556781/student_view0/chapter13/animation_quiz_6.html

http://www.wwnorton.com/college/biology/mbio/animations/main.asp?chno=ch07a05

Detail of the transference of a plasmid by Rolling Circle Replication

David Baltimore, creando orden en el caos.David Baltimore, creant l’ordre en el caos.David Baltimore, creating order in the chaos.

Si hay algo que le gusta a un biólogo es el orden, y una de las cosas que enseguida llaman la atención al estudiar Biología es que para todo hay un sistema de clasificación. Estos sistemas de clasificación son fuertes y fiables y definen entidades conocidas, desde los seres vivos (taxones) hasta los genes (familias génicas). Pero hay elementos de la Biología que por su naturaleza son extremadamente difíciles de clasificar, como lo son los virus.

Los virus son unas entidades biológicas que dan problemas hasta para definirlos como entidades biológicas , y la agrupación de los virus en base a sus similitudes, para formar subconjuntos con características más o menos homogéneas, fue una pesadilla hasta hace bien poco.

David Baltimore inventó un sistema de clasificación basado en la química del genoma viral de virón y la polaridad de la cadena de ácidos nucleicos(+ si son idénticos al mRNA viral, y pueden ser transcritos directamente por la maquinaria del huésped, o -, si necesitan un paso intermedio de transcripción) que viene resumido en esta imagen.

Como complemento a esta clasificación, os anexamos esta wiki, Viral Zone, donde encontrareis todas las formas víricas agrupadas de acuerdo con la clasificación Baltimore, además de datos muy interesantes sobre su genoma y las características del ciclo de muchísimos virus. 

Si hi ha alguna cosa que li agrada a un biòleg és l’orde, i una de les coses que de seguida criden l’atenció a l’estudiar Biologia és que per a tot hi ha un sistema de classificació. Estos sistemes de classificació són forts i fiables i definixen entitats conegudes, des dels sers vius (taxones) fins als gens (famílies gèniques). Però hi ha elements de la Biologia que per la seua naturalesa són extremadament difícils de classificar, com ho són els virus.

Els virus són unes entitats biològiques que donen problemes fins per a definir-los com a entitats biològiques, i l’agrupació dels virus basant-se en les seues similituds, per a formar subconjunts amb característiques més o menys homogènies, va ser un malson fins fa ben poc.

David Baltimore va inventar un sistema de classificació basat en la química del genoma viral de virón i la polaritat de la cadena d’àcids nucleics (+ si són idèntics al mRNA viral, i poden ser transcrits directament per la maquinària de l’hosteo o -, si necessiten un pas intermedi de transcripció) que ve resumida en esta imatge.

Com a complement a esta classificació, vos annexem esta wiki,  Viral Zone, on trobàreu totes les formes víriques agrupades d’acord amb la classificació Baltimore, a més de dades molt interessants sobre el seu genoma i les característiques del cicle de moltíssims virus.If it’s one thing a biologist like it is order, and one of the remarkable points of Biology it’s that we do have a classification system for each thing. These classification systems are strong and trustful, and they define known entities, from living beings (taxa) to genes (genic families). But there are biological elements that, because of its nature, are extremely hard to classify, like viruses are.

Viruses are biological entities who give problems even to define them as biological entities, and the aggrupation of viruses based on its similarities, to create subsets with more or less homogeneous traits, was a nightmare until recently.

David Baltimore invented a classification system based on the chemistry of the viral genome of the viron and the nucleic acids polarity (+ if the chain is identical to the mRNA, so they can be transcripts directly, or +, if an intermediate transcriptional step is needed), that it’s summarized on this picture.

As a complement of this classification, we annex you this wiki, Viral Zone, where you will find all the viral forms grouped according whit Baltimore’s classification, besides of quite interesting data of its genome and the cycle’s traits of tones of viruses.