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Escherichia Coli como organismo modelo

Escherichia Coli es (bacilo) una bacteria gramnegativa varilla-dada forma que se utiliza con frecuencia como organismo modelo. Los factores tales como su capacidad de crecer rápidos usando ambientes y la disponibilidad baratos de las herramientas moleculares para realizar manipulaciones genéticas son favorables para usar Escherichia Coli como organismo modelo en genética molecular.

coliHaber de imagen: martynowi.cz/Shutterstock.com

Estas herramientas incluyen los plásmidos, que son los fragmentos de la DNA extracromosómica que tienen la capacidad de consultar los diversos fenotipos a Escherichia Coli. Su uso como organismo modelo se utiliza en la ingeniería metabólica, donde el metabolismo de Escherichia Coli se manipula para producir productos específicos.

¿Cuál es Escherichia Coli?

Escherichia Coli es una bacteria varilla-dada forma gramnegativa que es típicamente el alrededor 1µm largo y los 0.35µm anchos. Puede sobrevivir con o sin el oxígeno y es así un “aerobio facultativo”. Mientras que puede crecer rápido sin la formación de los grupos en diversos ambientes químicamente definidos baratos, no es típicamente tolerante a las temperaturas muy altas o bajas o a la acidez/a la alcalinidad extremas.  

Su potencial para el incremento rápido, el número de técnicas moleculares para las manipulaciones genéticas disponibles, y una buena cantidad de conocimiento sobre su genética significa que tiene la flexibilidad que se utilizará en gran medida. También, las réplicas de Escherichia Coli principal asexual, significando que las modificaciones hechas al genoma están mantenidas y los efectos vistos en estos mutantes son así reproductivas. Estos factores hacen Escherichia Coli un buen organismo modelo para la genética molecular.

¿Qué descubrimientos fueron hechos usando Escherichia Coli como organismo modelo?

Varios enchavietan descubrimientos en el campo de la biología molecular, incluyendo genética molecular, fueron logrados usando Escherichia Coli como organismo modelo. Esto incluye una comprensión de la clave genética, los mecanismos de la réplica de la DNA, el descubrimiento de los sistemas genéticos del operon, y la creación de un organismo genético modificado.

El genoma de Escherichia Coli

Las deformaciones de Escherichia Coli visualizan la variación en su capacidad patógena, de las deformaciones que no causan enfermedades a las que causen infecciones severas, tales como la deformación enterohemorrhagic O157: H7. Esto es evidente en las variaciones vistas en los genomas de Escherichia Coli; los estudios han encontrado esa semejanza entre los genomas de las deformaciones K-12 (una deformación) del laboratorio, O157 de Escherichia Coli: H7 y CFT073 (una deformación uropathogenic) es el solamente 39%.

Hay 16.000 genes encontrados en todas las deformaciones de Escherichia Coli, que es su cubeta-genoma. Sin embargo, el genoma de la base de Escherichia Coli (es decir genes presentes en todas las deformaciones) es menos el de 20% de los 16.000 genes en el cubeta-genoma.

El descanso del genoma es así el “genoma flexible”; esto incluye profagos, elementos transposable y genes accesorios, y pueden ser detectados horizontalmente. Estos genes pueden consultar los diversos fenotipos a Escherichia Coli, tal como tener un metabolismo más flexible. Esta capacidad de Escherichia Coli de incorporar elementos en el genoma flexible hace favorable al uso como organismo modelo.

Escherichia Coli y su uso como organismo modelo en la ingeniería metabólica

Hay una demanda creciente para una fuente sostenible de combustibles y de substancias químicas. Esto se puede potencialmente lograr usando fuentes renovables tales como biomasa y aguas residuales como fuente que comienza.

Porque hay herramientas disponibles manipular el genoma de Escherichia Coli, es un buen candidato como organismo modelo para la ingeniería metabólica; aquí es donde Escherichia Coli genético se manipula de modo que llegue a ser capaz de producir las substancias químicas deseadas de diversas fuentes durante incremento.

Las técnicas modernas se pueden aplicar para optimizar la producción de substancias químicas dirigidas; esto incluye la integración de la biología de sistemas con la ingeniería metabólica. Por ejemplo, el análisis de las proteínas producidas por una deformación de Escherichia Coli, o su proteome, se puede utilizar como guía.

En un estudio, una aproximación del proteomics fue utilizada para fijar que las proteínas de la membrana de Escherichia Coli fueron conectadas a la tolerancia y al transporte del phenylpropanoid, y habilitó así la identificación de las proteínas de los objetivos potenciales que se pueden utilizar en la ingeniería metabólica.

Plásmidos; aumento del potencial de Escherichia Coli como organismo modelo

Los plásmidos son fragmentos de la DNA a parte del cromosoma, que puede replegarse. Los componentes principales de plásmidos incluyen el origen de la réplica y de un marcador de selección tal como una resistencia antibiótico que consulta del gen. Estos plásmidos pueden ser manipulados, así que un nuevo fenotipo se puede consultar a las deformaciones de Escherichia Coli por la incorporación de estos plásmidos modificados.

¿Cómo se pueden los plásmidos utilizar para dirigir una deformación de Escherichia Coli?

Los plásmidos pueden hacer una parte en perfeccionar una deformación de Escherichia Coli a los ojos de la ingeniería metabólica. Un estudio por Rodriguez y el co. utilizó un plásmido modificado para estudiar la producción del shikimate en Escherichia Coli.

Shikimate es un producto que se forma como parte del camino aromático de la biosíntesis del aminoácido. Shikimate es también la materia prima para la producción de un tratamiento de la gripe, por lo tanto hay interés en encontrar modos eficaces de producirlo.

Rodrigues y co. modificó una deformación de Escherichia Coli que se utilizará como organismo modelo que puede producir el shikimate para estudiar cómo éste afecta al metabolismo total de Escherichia Coli. Colocaron un plásmido en una deformación de Escherichia Coli que le dio la capacidad de utilizar la glucosa para producir altas cantidades de shikimate.

Encontraron que la deformación modificada de Escherichia Coli utilizó más glucosa, pero su incremento no era afectado. El análisis adicional mostró que el aumento en la producción del shikimate redujo los caminos oxidativos y de la fermentación, indicando que hay un movimiento en el metabolismo total causado por la producción de shikimate.

Fuentes

Blount, Z.D. (2015) la historia natural de los organismos modelo: El potencial unexhausted de Escherichia Coli. eLife DOI: 10.7554/eLife.05826

Idalia, V. - M.N., y Bernardo, F. (2017) Escherichia Coli como un organismo modelo y su uso en biotecnología. Escherichia Coli - avances recientes en la fisiología, la patogenesia y los usos biotecnológicos DOI: 10.5772/67306

Adamczyk, P.A., y Reed, J.L. (2017) Escherichia Coli como organismo modelo para la ingeniería metabólica de los sistemas. Opinión actual en biología de sistemas. https://doi.org/10.1016/j.coisb.2017.11.001

Rodriguez, 2017) genes biosintéticos Plásmido-codificados del A. y otros (alivia desventajas metabólicas mientras que aumenta la conversión de la glucosa al shikimate en una deformación dirigida de Escherichia Coli. Biotecnología y bioingeniería

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Last Updated: May 28, 2020

Dr. Maho Yokoyama

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Dr. Maho Yokoyama

Dr. Maho Yokoyama is a researcher and science writer. She was awarded her Ph.D. from the University of Bath, UK, following a thesis in the field of Microbiology, where she applied functional genomics to Staphylococcus aureus . During her doctoral studies, Maho collaborated with other academics on several papers and even published some of her own work in peer-reviewed scientific journals. She also presented her work at academic conferences around the world.

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