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Questions and Answers
¿Cuál es uno de los componentes menos estudiados del biofilm?
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¿Cuál de las siguientes condiciones afecta la formación del biofilm?
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¿Qué función desempeñan los exopolisacáridos en el biofilm?
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¿Cómo se caracterizan los biofilms que crecen bajo corrientes turbulentas?
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¿Qué papel protegen los biofilms contra condiciones ambientales adversas?
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¿Qué sustancias pueden ser transportadas al ecosistema a través de los exopolisacáridos?
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¿Qué caracteriza a la masa de células en un biofilm?
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¿Cuál es una de las características principales de los biofilms en relación con la población de células?
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¿Qué molécula contribuye a la estructura tridimensional del biofilm?
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¿Cuál de los siguientes factores regula la formación de biofilms en las bacterias?
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¿Qué efecto tiene la cercanía entre células en un biofilm?
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¿Cuál es el resultado del aumento en el número de células en Pseudomonas aeruginosa?
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¿Qué función desempeña el monofosfato de di-guanosina cíclico en el contexto de biofilms?
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¿Cómo contribuyen los fagos en las comunidades microbianas?
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¿Qué tipo de mecanismo es más común para la transferencia horizontal de genes en comunidades microbianas?
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¿Cuál es el efecto de los polisacáridos específicos producidos por Pseudomonas aeruginosa?
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¿Cuál es el papel del fotorreceptor en la fototaxis de las bacterias fototróficas?
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¿Qué significa aerotaxia en el contexto de las bacterias?
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¿Qué tipo de señales reciben las células procariotas para regular su metabolismo?
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¿Qué implica el proceso de transducción de señales en bacterias?
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¿Qué función tiene la quimiotaxis en las bacterias?
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Las bacterias fototróficas deficientes en fototaxis son a menudo defectuosas en:
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¿Cuál es el objetivo de comprender las taxias en las bacterias?
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¿Qué tipo de mecanismo se sugiere que comparten varias taxias bacterianas?
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¿Qué factores ambientales pueden influir en el metabolismo celular de los procariotas?
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Study Notes
Biofilm: Estructura y Función
- El biofilm es una comunidad microbiana organizada y estructurada, generalmente adherida a una superficie.
- Está compuesto por tres elementos clave:
- La masa de células, que puede estar formada por una sola o múltiples especies.
- Los espacios intercelulares o canales, que se asemejan al sistema circulatorio.
- La matriz extracelular, una compleja mezcla de exopolisacáridos, proteínas, ácidos nucleicos y otros compuestos.
- El exopolisacárido es el componente mejor estudiado del biofilm.
- Los exopolisacáridos pueden tener un papel variado en la estructura y función del biofilm, y su función puede variar en comunidades similares bajo condiciones ambientales diferentes.
- Los exopolisacáridos actúan como:
- Mecanismos de concentración de nutrientes.
- Barreras que impiden el acceso de agentes antimicrobianos o la difusión de compuestos al interior del biofilm.
- Reservas de metales, aniones, cationes y toxinas que pueden transferirse al ecosistema.
- Protectores del biofilm frente a estreses ambientales como la radiación UV, variaciones de pH, shock osmótico y desecación.
Formación del Biofilm
- La formación del biofilm está influenciada por diversas condiciones ambientales.
- Factores como las propiedades superficiales, la disponibilidad de nutrientes, el tipo de bacterias y la hidrodinámica afectan la estructura y el crecimiento del biofilm.
- Las condiciones ambientales determinan la morfología del biofilm.
- Biofilms bajo corrientes terminales son irregulares con agregados celulares dispersos.
- Biofilms bajo corrientes turbulentas son dispares, elongados y serpenteantes.
- Biofilms estratificados y compactos se desarrollan en superficies como los dientes.
Taxias Bacterianas
- Las taxias son respuestas de movimiento en las bacterias en respuesta a un estímulo ambiental.
- La quimiotaxis es el movimiento dirigido hacia o lejos de un gradiente químico.
- Existen otras taxias, como la aerotaxia (movimiento hacia o lejos del oxígeno) y la osmotaxis (movimiento hacia o lejos de ambientes con alta salinidad).
- La mayoría de las taxias implican un mecanismo común: las bacterias muestrean su entorno y procesan la información a través de una vía de transducción de señales que controla la rotación flagelar.
Biología Microbiana y Biofilm
- La biología microbiana juega un papel crucial en la estructura y función del biofilm.
- Las diferentes tasas de crecimiento de las células dentro del biofilm crean micronichos con distintas condiciones.
- La disponibilidad de nutrientes varía según la ubicación dentro del biofilm.
- Las células cercanas a la microcolonia aprovechan mejor las tensiones bajas de oxígeno.
- En biofilms multi-especies, la proximidad entre organismos facilita la cooperación metabólica, el intercambio de sustratos y la distribución de productos metabólicos.
- La síntesis de moléculas como las acil-homoserina lactonas (AHL) contribuye a la estructura tridimensional del biofilm.
- La cercanía entre células facilita la transferencia horizontal de genes, plásmidos o fagos, lo que contribuye a la diversidad genética de las comunidades microbianas.
Regulación de la Formación del Biofilm
- Diversas señales, incluyendo la comunicación intercelular, inducen la transición de bacterias de vida libre a la formación de biofilms.
- La percepción del quórum, un mecanismo de comunicación bacteriana dependiente de la densidad celular, regula la formación de biofilms.
- Pseudomonas aeruginosa forma biofilms mediante la producción de polisacáridos específicos que aumentan su patogenicidad e impiden la penetración de antibióticos.
- P. aeruginosa posee dos sistemas de percepción del quórum: Las y Rhn, que responden a AHL y activan la transcripción de genes de formación de biofilms.
- La señalización intracelular también regula la formación de biofilms.
- El monofosfato de di-guanosina cíclico (di-GMP cíclico) es un mensajero secundario importante en la arquitectura de los biofilms.
- El di-GMP cíclico, un nucleótido regulador, se produce en procariotas y su síntesis está regulada por señales ambientales y celulares.
- El di-GMP cíclico influye en numerosos procesos fisiológicos y en la expresión de genes de virulencia.
- Las proteínas efectoras que interactúan con el di-GMP cíclico regulan la producción de exopolisacáridos, la transcripción genética y la localización de las proteínas.
- En P. aeruginosa, la proteína PelD, un receptor de di-GMP cíclico, produce el exopolisacárido Pel, que sirve como armazón para la comunidad bacteriana y como mecanismo de resistencia a los antibióticos.
- La proteína FleQ, que se une a di-GMP cíclico, regula positivamente la expresión de genes para la biosíntesis de flagelos.
- Los flagelos facilitan la unión celular durante las etapas iniciales de la formación del biofilm.
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Description
Este cuestionario examina los aspectos fundamentales de los biofilms, incluyendo su estructura y componentes clave. Aprenderás sobre la masa celular, los canales intercelulares y la matriz extracelular, así como el papel de los exopolisacáridos en la función del biofilm. Profundiza en cómo estos componentes interactúan y su importancia en distintas condiciones ambientales.
