Deinococcus radiodurans

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El Deinococcus radiodurans (también nombrado Micrococcus radiodurans) es una bacteria extremófila, y el organismo conocido más resistente a la radiación. Mientras que una dosis de 10 Gy es suficiente para matar a un ser humano, y una dosis de 60 Gy es capaz de matar todas células en una colonia de E. coli, la D. radiodurans puede resistir una dosis instantánea de hasta 5000 Gy sin pérdida de viabilidad, y dosis de hasta 15000 Gy con un 37% de pérdida de viabilidad. Además, puede sobrevivir en condiciones de calor, frío, deshidratación, vacío y ácido.

El término deinobacteria ha sido reemplazado por deinococo basándose en la evaluación de secuencias ribosómicas de ARN. Algunas otras especies dentro del género han sido descritas, siendo bacterias resistentes al calor como la Thermus; el grupo es conocido como Deinococcus-Thermus.

Tabla de contenidos 1 Historia 2 Mecanismos de resistencia a la radiación 3 Aplicaciones 4 Referencias

[editar] Historia

El D. radiodurans fue descubierto en 1956 por A.W. Anderson en el Oregon Agricultural Experiment Station de Corvallis, Oregon. Allí se estaban realizando experimentos para determinar si alimentos enlatados podían esterilizarse usando altas dosis de radiación gamma. Una lata de carne fue expuesta a una dosis de radiación pensada para destruir todas las formas conocidas de vida, pero la carne se estropeó. Los Deinococcus radiodurans fueron aislados de la carne.

[editar] Mecanismos de resistencia a la radiación

El Deinococo resiste la radiación almacenando múltiples copias de su genoma y teniendo rápidos mecanismos de reparación del ADN. A consecuencia de su resistencia, esta bacteria ha recibido el apodo de "Conan the Bacterium" (inspirándose en Conan the Barbarian); su nombre oficial significa literalmente "baya extraña que soporta la radiación".

Una pregunta recurrente acerca del D. radiodurans es cómo un organismo ha podido desarrollar un grado tan alto de resistencia a la radiación. Los niveles de radiación en la naturaleza son, por lo general, muy bajos (la radiación más alta conocida es de solo 175 mGy al año, localizada cerca de Guarapari, Brasil). Con unos niveles naturales tan bajos de radiación, es poco probable que los organismos desarrollen mecanismos específicos para protegerse de la alta radiación.

Valerie Mattimore y John R. Battista. de la Universidad Estatal de Louisiana, han sugerido que la radiorresistencia del D. radiodurans es un simple efecto colateral de un mecanismo para tratar la desecación celular prolongada. Para probar esta hipótesis, realizaron un experimento en el cual demostraron que las cepas mutadas del D. radiodurans que eran susceptibles de daño a causa de la radiación eran también susceptibles de daño a causa de la desecación prolongada, mientras que la cepa original era resistente a ambos fenómenos^[1]. Además de la reparación del ADN, el D. radiodurans usa la proteína LEA^[2] (Late Embryogenesis Abundant) para protegerse de la desecación^[3].

Michael Daly, de la Universidad de Ciencias de la Salud, sugiere que la bacteria utiliza manganeso para protegerse a sí misma contra la radiación^[4].

Análisis a través del microscopio electrónico han mostrado que el ADN del D. radiodurans está organizado en toroides estrechamente empaquetados, lo cual podría facilitar la reparación del mismo^[5].

[editar] Aplicaciones

Utilizando ingeniería genética, los deinococos se han utilizado en biorremediación para consumir y digerir disolventes y metales pesados, incluso en espacios altamente radiactivos. El gen bacteriano mercúrico reductor de la Escherichia coli se ha clonado en el deinococo para desintoxicar el mercurio iónico encontrado frecuentemente en desechos radiactivos resultantes de la fabricación^[6] de armas nucleares. Los mismos ingenieros desarrollaron una especie de deinococo capaz de desintoxicar el mercurio y el tolueno en desechos radiactivos mezclados.

Algunos han especulado con la posibilidad de que los mecanismos de reparación del ADN del D. radiodurans pudieran incorporarse en el genoma de especies superiores con el fin de producir el rejuvenecimiento de dichas especies.

[editar] Referencias

1. ↑ Mattimore V, Battista JR (1996). "Radioresistance of Deinococcus radiodurans: functions necessary to survive ionizing radiation are also necessary to survive prolonged desiccation". JOURNAL OF BACTERIOLOGY 178 (3): 633–637. PMID 16645051
2. ↑ Goyal K, Walton LJ, Tunnacliffe A (2005). "LEA proteins prevent protein aggregation due to water stress". BIOCHEMICAL JOURNAL 388 (Part 1): 151–157. PMID 15631617
3. ↑ Battista JR, Park MJ, McLemore AE (2001). "Inactivation of two homologues of proteins presumed to be involved in the desiccation tolerance of plants sensitizes Deinococcus radiodurans R1 to desiccation". CRYOBIOLOGY 43 (2): 133–139. PMID 11846468
4. ↑ Pearson, Helen (30 September 2004). Secret of radiation-proof bugs proposed. Internal antioxidants may shield cells from radiation damage. news@nature.com. Retrieved on 2006-06-19
5. ↑ Levin-Zaidman S, Englander J, Shimoni E, Sharma AK, Minton KW, Minsky A (2003). "Ringlike structure of the Deinococcus radiodurans genome: a key to radioresistance?". SCIENCE 299 (5604): 254–256. PMID 12522252
6. ↑ Brim H, McFarlan SC, Fredrickson JK, Minton KW, Zhai M, Wackett LP, Daly MJ (2000). "Engineering Deinococcus radiodurans for metal remediation in radioactive mixed waste environments". NATURE BIOTECHNOLOGY 18 (1): 85–90. PMID 16645051