sábado, 18 de julio de 2015

Genomas

Genomas secuenciados

Meloidogyne incognita es un nemátodo, un tipo de parásito, de la familiaheteroderidae. Es un importante parásito de plantas clasificado en parasitología como unnemátodo de nudo de raíz, ya que prefiere atacar la raíz de la planta huésped. CuandoM. incognita ataca las raíces de las plantas, establece una zona de alimentación, donde deforma las células normales de las raíces normales generando células gigantes. Las raíces nudosas o convertirse en noduladas, que forman agallas, de ahí el término "nudo-raíz" de nematodos.
Vulgarmente se lo denomina el "nemátodo de el nudo-raíz del sur" o el "nemátodo de nudo de raíz de algodón". Este nemátodo parásito se distribuye a nivel mundial y presenta numerosos huéspedes.
Se descubrió que M. incognita que es capaz de moverse a lo largo de gradientes de temperatura (0.001C/cm) que cualquier otro organismo,1 un ejemplo de thermotaxis. La respuesta a esto es complicada y se cree que permite a los nematodos moverse hacia un nivel apropiado en el suelo,2 mientras busca señales químicas que lo puedan guiar a las raíces específicas.

Sinonimia: 
Oxyuris incognita, Meloidogyne incognita acrita, Meloidogyne acrita
Nombre vulgar: 
Nemátodo del nudo
Nemátodo de los nódulos de las raíces
Nemátodo de las agallas
Anguillula de las raíces
Nemátodo de la raíz
Nemátodo sureno de quiste
Nemátodo nodulador
Nemátodo agallador
Tipo de plaga: 
Nemátodos
Taxonomía: Nematodos: 
Meloidogynidae
Condición fitosanitaria: 
  • Presente ampliamente distribuida
Descripción biológica: 
Esta plaga es parásito obligado de plantas superiores. Cumplen su ciclo dentro de la planta, el cual tiene un período de 4 a 6 semanas, a 20-30 ºC. Los juveniles del segundo estadío (J2) se encuentran en el suelo y son los que invaden las raíces y/o tubérculos, se establecen en ellos y forman agallas, característica de este género de nematodos. Dentro de la planta se suceden los distintos estados del desarrollo hasta la postura de huevos por las hembras maduras. Las hembras adultas son piriformes, de color blanco perlado y los machos son filiformes.
Signos y síntomas / Daños: 
Los síntomas más comunes que pueden verse en la parte aérea de los huéspedes son: clorosis, debilitamiento, enanismo, raquitismo, marchitamiento. Comienzan generalmente en plantas jóvenes y en raíces tiernas. El estado de resistencia lo constituyen el huevo y las larvas del segundo estadío.
Los daños son producidos en la raíz donde forma agallas, debido a una hipertrofia e hiperplasia de los tejidos provocados por la presencia de las hembras, y una posterior necrosis, lo cual impide una normal absorción del agua y nutrientes por parte de la planta. Las heridas son vía de entrada de otros microorganismos (virus, bacterias, hongos). Todo esto conduce a una gran disminución del vigor de la planta y rendimiento del cultivo.
Condiciones predisponentes: 
Las temperaturas de 25 a 30ºC son ideales para el crecimiento y desarrollo de este nemátodo. Temperaturas inferiores a 15ºC o superiores a 33ºC interrumpen el desarrollo de las hembras que no llegan a completar su madurez.
Cultivos / Órgano afectado: 
  • Allium cepa: Raíces
  • Eucalyptus alba: Raíces
  • Eucalyptus sp.: Raíces
  • Glycine max: Raíces
  • Lactuca sativa: Planta entera, Raíces
  • Olea europaea: Raíces
  • Oryza sativa: Raíces
ImagenTítuloSubtítuloDerechos de autor
Meloidogyne incognita (nematodo del nudo);  masculino, imagen de cuerpo completo.MasculinoMeloidogyne incognita (nematodo del nudo); masculino, imagen de cuerpo completo.© Plagas y Enfermedades Image Library (Padil) - CC BY 3.0 AU
Meloidogyne incognita (nematodo del nudo);  masculino, espícula.MasculinoMeloidogyne incognita (nematodo del nudo); masculino, espícula.© Plagas y Enfermedades Image Library (Padil) - CC BY 3.0 AU
Meloidogyne incognita (nematodo del nudo);  varón, patrón perineal.MasculinoMeloidogyne incognita (nematodo del nudo); varón, patrón perineal.© Plagas y Enfermedades Image Library (Padil) - CC BY 3.0 AU
Meloidogyne incognita (nematodo del nudo);  varón, patrón perineal.MasculinoMeloidogyne incognita (nematodo del nudo); varón, patrón perineal.© Plagas y Enfermedades Image Library (Padil) - CC BY 3.0 AU
Meloidogyne incognita (nematodo del nudo);  varón, patrón perineal.MasculinoMeloidogyne incognita (nematodo del nudo); varón, patrón perineal.© Plagas y Enfermedades Image Library (Padil) - CC BY 3.0 AU
Meloidogyne incognita (nematodo del nudo);  femenina.  (Reproducido de Orton Williams KJ, 1973. Descripción CIH de nematodos parásitos de plantas-Set 2, No.18 Wallingford, Reino Unido:... CAB International)FemeninoMeloidogyne incognita (nematodo del nudo); femenina. (Reproducido de Orton Williams KJ, 1973. Descripción CIH de nematodos parásitos de plantas-Set 2, No.18 Wallingford, Reino Unido:... CAB International)© CAB International
Meloidogyne incognita (nematodo del nudo);  posterior patrones cuticulares de las mujeres.  (Reproducido de Orton Williams KJ, 1973. Descripción CIH de nematodos parásitos de plantas-Set 2, No.18 Wallingford, Reino Unido:... CAB International)Patrones cuticularesMeloidogyne incognita (nematodo del nudo); posterior patrones cuticulares de las mujeres. (Reproducido de Orton Williams KJ, 1973. Descripción CIH de nematodos parásitos de plantas-Set 2, No.18 Wallingford, Reino Unido:... CAB International)© CAB International
Meloidogyne incognita (nematodo del nudo);  posterior patrones cuticulares de las mujeres.  (Reproducido de Orton Williams KJ, 1973. Descripción CIH de nematodos parásitos de plantas-Set 2, No.18 Wallingford, Reino Unido:... CAB International)Patrones cuticularesMeloidogyne incognita (nematodo del nudo); posterior patrones cuticulares de las mujeres. (Reproducido de Orton Williams KJ, 1973. Descripción CIH de nematodos parásitos de plantas-Set 2, No.18 Wallingford, Reino Unido:... CAB International)© CAB International
Meloidogyne incognita (nematodo del nudo);  posterior patrones cuticulares de las mujeres.  (Reproducido de Orton Williams KJ, 1973. Descripción CIH de nematodos parásitos de plantas-Set 2, No.18 Wallingford, Reino Unido:... CAB International)Patrones cuticularesMeloidogyne incognita (nematodo del nudo); posterior patrones cuticulares de las mujeres. (Reproducido de Orton Williams KJ, 1973. Descripción CIH de nematodos parásitos de plantas-Set 2, No.18 Wallingford, Reino Unido:... CAB International)© CAB International
Meloidogyne incognita (nematodo del nudo);  posterior patrones cuticulares de las mujeres.  (Reproducido de Orton Williams KJ, 1973. Descripción CIH de nematodos parásitos de plantas-Set 2, No.18 Wallingford, Reino Unido:... CAB International)Patrones cuticularesMeloidogyne incognita (nematodo del nudo); posterior patrones cuticulares de las mujeres. (Reproducido de Orton Williams KJ, 1973. Descripción CIH de nematodos parásitos de plantas-Set 2, No.18 Wallingford, Reino Unido:... CAB International)





Mimivirus es un género de virus de gran tamaño que poseen ADN de doble cadena y cuyas partículas maduras tienen una cápsida de entre 400 y 500 nm de diámetro, 1.181.404 pb y aproximadamente 911 ORF.1 Fue descubierto por primera vez en 1992en una torre de refrigeración industrial en Bradford (Inglaterra) e identificado en 2003 por un grupo de investigadores en la Université de la Méditerranée en Marsella (Francia). El virus, que fue descubierto mientras se estudiaba la legionelosis (una enfermedad causada por la bacteria Legionella), se encontró dentro de la ameba acuáticaAcanthamoeba polyphaga. A su vez, también se encontraron anticuerpos para este virus en muestras de sangre humana.- ..........................................:https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=f27806d1fcf163868c15682098e02ee36c125fad&writer=rdf2latex&return_to=Mimivirus

Un virus gigante: el Mimivirus.

La historia (conocida) de estos virus se remonta al año 1992, cuando unos científicos descubrieron unas partículas que parecían bacterias en el interior de la ameba Acanthamoeba polyphaga durante una investigación relacionada con la legionelosis. Tras someter estas supuestas bacterias a una tinción deGram y obtener resultados positivos, se clasificaron como una nueva especie de bacteria Gram positiva, siendo bautizada con el nombre de Bradfordcoccus.
Y ahí quedó el asunto hasta el año 2003, cuando científicos de la Université de la Méditerranée de Marsella (Francia) publicaron un artículo en la revistaScience en el que demostraban, tras diversos análisis, que esta supuesta bacteria era realmente un virus gigante. A raíz del descubrimiento, este nuevo virus fue rebautizado con el nombre de Acanthamoeba polyphaga mimivirus(APMV) o Mimivirus para abreviar (del inglés mimic = mimetizar, imitar), ya que imitaba el resultado de una bacteria Gram positiva al ser sometida a la tinción de Gram.
¿Y qué es lo que hace a este virus tan exótico?
En primer lugar el tamaño. Su cápside es la mayor de todos los virus conocidos, pudiendo alcanzar entre los 400 y los 800 nanometros (nm) de diámetro. Teniendo en cuenta que el diámetro de la bacteria Mycoplasma (la más pequeña conocida) está en torno a los 300 nm, podemos hacernos una idea del tamaño de este virus.
En segundo lugar, cabe destacar el tamaño de su genoma: casi 1.200.000 pares de bases, es decir, más de una cuarta parte del genoma de Escherichia coli (4 millones de pares de bases) y unas 23 veces más ADN que el virus bacteriófago lambda (50.000 pares de bases). Esto hace que su genoma sea mayor que el de, al menos, 30 microorganismos celulares.
En tercer lugar, cabe mencionar el número estimado de genes que codifican proteínas: 911. Entre estos genes se encuentran algunos que no aparecen en el genoma de ningún otro virus estudiado hasta ahora, como algunas aminoacil-ARNt-sintetasas y ciertas chaperonas (relacionadas con el plegamiento de proteínas). Además, posee, al igual que el genoma de otros virus de gran tamaño, genes relacionados con el metabolismo de lípidos, azúcares y aminoácidos, así como otra serie de genes metabólicos no encontrados antes en ningún otro virus. En total, se estima que sólo el 10% del genoma del mimivirus corresponde al denominado ADN basura.
Todo lo mencionado hasta ahora hace de este virus una especie única en la Naturaleza. Pero además del estudio puramente descriptivo, estos virus han creado cierta polémica por su implicación a la hora de definir qué es y qué no es vida, un concepto que a día de hoy sigue siendo bastante complicado de definir.
El hecho de que su tamaño sea semejante al de algunas bacterias comoRickettsia conorii, que su genoma sea incluso mayor al de otras bacterias, que codifique proteínas no descritas previamente en otros virus y que codifique proteínas del metabolismo ausentes en determinadas bacterias (lo que los hace independientes de la célula hospedadora para ciertas rutas metabólicas), dan lugar a un encendido debate entre los científicos acerca de si losmimivirus deben ser entendidos como una nueva y diferente forma de vida, y por tanto ser clasificados como un dominio independiente y distinto de los tres ya establecidos: EukaryaArchaea y Bacteria.
Por otro lado, es necesario reseñar que los mimivirus siguen sin satisfacer ciertas características que suelen ir asociadas a las diversas definiciones de vida, como son la homeostasis, la respuesta a estímulos, la división celular o el crecimiento en el sentido estricto del término (no como una replicación y autoensamblaje de componentes individuales).
Por último, no podemos obviar otro frente de discusión abierto por losmimivirus acerca del origen de la vida. Algunos de los genes exclusivos de losmimivirus, como algunos que codifican proteínas de la cápside, han sido conservados en una variedad de virus capaces de infectar organismos de cualquiera de los 3 dominios (EukaryaArchaea y Bacteria), lo que sugiere que los mimivirus se encuentran relacionados con un tipo de virus de ADN que debió surgir antes que los organismos celulares, jugando así un papel crucial en el inicio y desarrollo de la vida en la Tierra hace unos 3800 millones de años. Otra hipótesis alternativa que se maneja es que pudieron ser 3 diferente tipos de virus de ADN los que dieron lugar a los 3 diferentes dominios actuales de la vida.
Como siempre ocurre y siempre ocurrirá, la biología nos vuelve a sorprender con otra nueva maravilla. Y como siempre, un nuevo descubrimiento como este lleva asociado de forma intrínseca multitud de preguntas, esperando ser resueltas por los científicos. ¿Son estos mimivirus una nueva forma de vida que debería ser clasificada como un dominio independiente? ¿Nos ayudarán en la comprensión del origen de la vida? El debate está servido.
Dentro de algunas amebas acuáticas habita un extraño huésped. Su inusual tamaño hizo que los confundieran con bacterias durante más de una década. Incluso hay investigadores que creen que merecen su propia rama en el árbol de la vida. ¿De qué extraña criatura estamos hablando?
Más grandes que bacterias
Todo empezó en 1992 cuando el Dr. Timothy Rowbothan, miembro del Servicio de Laboratorios de Salud Pública de Inglaterra, fue puesto a cargo de la investigación de un brote de neumonía en la ciudad de Bradford. Su trabajo se centró en buscar una bacteria Gram negativa llamadaLegionella neumophila que años atrás el mismo había descubierto que habitaba dentro de amebas acuáticas de vida libre del género Acanthamoeba [1]. Tal como sugiere su nombre, esta bacteria es responsable de severos cuadros de neumonía en el hombre.
Sin embargo, en su lugar, Rowbothan halló pequeños parásitos intracelulares —muy parecidos a cocos Gram positivos— en amebas aisladas a partir de muestras tomadas en los sistemas de aire acondicionado. Todas las evidencias apuntaban a que este microorganismo al que llamaronBradfordcoccus era el responsable del brote epidémico.
Todo este suceso hubiera pasado desapercibido si no fuera porque a un grupo de investigadores franceses se les ocurrió catalogar al Bradfordcoccus. Para ello necesitaban extraer su ADN y buscar la región que codifica el ARN ribosomal 16S con el fin de estudiar su secuencia y compararla con la de otras bacterias.
Nada presagiaba que Bradfordcoccus no fuera una bacteria: tenía una forma cocoide, se coloreaba como un Gram positivo y medía entre 500 y 700 nanómetros (incluso era más grande que los mycoplasmas y otras bacterias intracelulares). Pero por más que lo intentaban, no lograban obtener el ADNr 16S.
Y fue en el 2003 cuando se hizo un inesperado descubrimiento… Después de observar queBradfordcoccus tenía forma icosaédrica (una esfera hecha con 20 triángulos, típica de los virus) y el uso de anticuerpos marcados con moléculas fluorescentes permitió visualizar su proceso de infección y su ciclo de vida con una clara fase de eclipse, no quedo dudas que Bradfordcoccus era, en realidad, ¡un virus! [2].
a) Izquierda: Ameba infectada por Mimivirus parecidos a bacterias Gram positivas (flechas). Derecha: comparación de tamaño entre Mimivirus y una bacteria (Ureaplasma urealyticum) b) Micrografías electrónicas del Mimivirus que se parece mucho a cocos Gram positivos. | Fuente: Microbiology Today.
Un genoma enigmático
Al año siguiente, el mismo grupo de investigadores presentó la secuencia completa del genoma del Mimivirus. Este tenía nada menos que 1,18 millones de pares de base (pb) y casi mil secuencias codificantes. Era más grande que el genoma otros organismos más complejos [ver Tabla]. Y lo más interesante, muchos de los genes de este “Goliat” viral codifican funciones que anteriormente se consideraban características distintivas del mundo celular, entre ellos, componentes centrales de la maquinaria de traducción de proteínas. Por ejemplo, el genoma del Mimivirus codifica para cuatro enzimas que unen un aminoácido (Arginina, Cisteína, Metionina o Tirosina) con su respectivo ARN de transferencia (ARNt sintetasas). Y no solo eso, estos genes llegan a expresarse durante el ciclo de replicación viral, sugiriendo que son completamente funcionales [3].
Tabla comparativa del tamaño de genomas de diferentes microorganismos (Claviere et al., 2006)
Un típico virus no puede reproducirse por sí solo, su pequeño genoma codifica solo unas cuantas proteínas que forman una cápsula donde se empaqueta su material genético y otras que le permiten reconocer y unirse a células específicas para poder infectarlas. Sin embargo, para replicar su material genético y traducir sus genes a proteínas, requiere del uso de las enzimas y moléculas de una célula hospedera o de una bacteria.
Muchas preguntas rondaban en la cabeza de los científicos. ¿Cuál era el origen de estos genes? ¿Cómo llegaron a parar en el genoma de estos virus? ¿A qué se debe su gran tamaño?
En el 2011, el descubrimiento de un virus mucho más grande que Mimivirus en las costas chilenas ahondó más el misterio. Se trata del Megavirus. Su genoma mide 1.26 millones de pb y tiene aproximadamente 1120 genes, de los cuales unos 600 son similares al del Mimivirus. Además posee genes que codifican tres ARNt sintetasas adicionales (siete en total) [4].
Reducción del genoma
Hay dos posibles escenarios que podrían explicar la presencia de estos genes en los virus gigantes: una masiva transferencia horizontal de genes (THG) entre el hospedero (o sus parásitos intracelulares) y el virus, o la evolución reductiva de un ancestro celular más complejo.
La mayoría de los biólogos que estudian este intrigante caso creen que es bastante improbable que todos los genes relacionados con la maquinaria de traducción presente en Mimivirus y Megavirus hayan sido adquiridos por THG, por lo que la segunda hipótesis sería la más acertada.
Según la hipótesis de la evolución reductiva, el ancestro más antiguo de todos los virus gigantes era, posiblemente, un organismo celular complejo que habitaba (ya sea como parasito o como endosimbionte) dentro de otros organismos mucho más grandes. Con el tiempo, se volvió cada vez más dependiente de su anfitrión y perdió gradualmente los genes esenciales para vivir por sí mismos, llegando al punto de verse forzado a usar la maquinaria de traducción y replicación de su célula hospedera.
Un cuarto dominio
En conjunto, todos estos elementos han alimentado el debate sobre el origen de los virus gigantes y la necesidad de redefinir lo que es un “virus”. Incluso algunos autores afirman que estos corresponderían a un cuarto dominio de la vida [5].
A inicios del 2012, el Dr. Matthieu Legendre, uno de los mayores estudiosos de los virus gigantes y codescubridor del Megavirus, junto a su equipo del Centre National de la Recherche Scientifique (Francia) usó dos genes altamente conservados en distintos organismos, incluyendo al Mimivirus, Megavirus y CroV —otro virus gigante descubierto en el 2010 que infecta el zooplacton marinoCafeteria roenbergensis—, para reconstruir su árbol filogenético (una representación gráfica que muestra la relación evolutiva entre distintos organismos).
Los árboles generados con cada uno de los genes mostró que el origen de los virus gigantes puede ser o bien en la raíz del dominio de los Eucariotas o bien fuera de él [6]. Este resultado fue similar al que llegaron Arslan y colaboradores usando la secuencia de una ARNt sintetasa presente en Megavirus pero no en Mimivirus [4]. Entonces, la separación temprana del ancestro primitivo de los virus gigantes sugiere que Mimivirus, Megavirus y otros más podrían formar parte de un cuarto dominio de la vida. [Si su curiosidad es grande, pueden ver los árboles filogenéticos de Legendre et al. en el siguiente link y de Arslan et al. en este otro link].
Árbol de la vida con cuatro dominios. | Fuente: Microbiology Today
Una reciente investigación hecha por uno de los equipos de Legendre encontró el gen de una proteína que colabora con la terminación del proceso de traducción dentro del genoma de Mimivirus y Megavirus [7]. Esta proteína llamada Factor de Liberación clase I (RFI, por sus siglas en inglés) está presente en células eucariotas (eRFI) y arqueas (aRFI), pero no en bacterias. Lo más interesante es que el gen tiene un mecanismo de autorregulación que solo ha sido descrito en bacterias. ¿Cómo hicieron estos virus para combinar en un mismo gen una región típica de las arqueas y eucariotas con otra región típica de las bacterias? Bueno, este descubrimiento es sólo una rareza más dentro del misterioso mundo de los virus gigantes.
En la actualidad, muchos estudios se están enfocando en explicar el origen y evolución de estos virus. Se está obteniendo una mayor cantidad de datos que respaldan la hipótesis del cuarto dominio. Otros investigadores se han dedicado a la búsqueda de nuevos representantes. Sea como sea, estamos en camino hacia una nueva revolución en el campo de la biología evolutiva.

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