29 marzo, 2014

MycoMoonwalking


El humano anda, el perro corre, la rana salta, el águila vuela, el pez nada, el borracho se arrastra y Michael Jackson hace Moonwalk. Todos ellos parecen formas de moverse diferentes y únicas. Soluciones diferentes al mismo problema que es la necesidad de moverse para conseguir alimentos, relacionarse con otros seres vivos de distinta o la misma especie o bien conseguir otra cerveza.

Sin embargo, todos esos tipos de movimientos tienen una base bioquímica común que es el deslizamiento de fibras de actina sobre fibras de miosina (ambas proteínas del músculo) con el consiguiente gasto de energía en forma de ATP de forma mayoritaria y universal (aunque existen otras moléculas, pero no vamos a entrar en metabolismo anaerobios y músculos cansados). Esto hace que la bioquímica del movimiento sea un tanto aburrida.

Pero claro, ¡El humano se siente tan especial.... taaaaan especial!. Una vez mas las bacterias nos sorprenden con no pocas formas de moverse. Y para colmo no solo son formas diferentes de moverse sino que además su base molecular es distinta. Algunas de ellas totalmente disparatadas.

Algunos de los mecanismos mas estudiados tienen que ver con el movimiento en un medio líquido. Este tipo de movimiento seguro que os lo conocéis todos porque además el nombre es muy lógico. Natación o Swimming. Se trata de un tipo de movimiento que implica utilizar el flagelo (esa especie de cola que suele haber en un lado de la bacteria y que gira gracias a un pequeño motor molecular).



Si en lugar de un medio líquido o semisólido se trata de un medio sólido, es decir, en una superficie, algunas bacterias han desarrollado la capacidad de hacer un movimiento de tipo Swarming. Es un tipo de movimiento que igualmente depende del flagelo, pero de una forma un tanto diferente. Digamos que de alguna forma las bacterias se vuelven locas a dar vueltas en el frente, como abriendo camino, y el crecimiento les sigue detrás. Es bastante curioso ver este tipo de movimiento al microscopio pero mas curiosas son las formas que tienen los caminos a nivel macromolecular.


https://www.youtube.com/watch?v=XzmokbE3kEs







Luego están las bacterias que son mas chulas que un 8 y realizan Twitching. Se trata de un tipo de movimiento más que discutido y discutible por lo difícil que es observarlo y ver su rastro. Depende de pilus de tipo IV en lugar de flagelos (mucho mas cortos y sin motor).


Pero por encima de todos estos hay una bacteria que me gusta mucho porque siempre me la imagino como eso, una bacteria haciendo el Moonwalking. Los micoplasmas tienen un tipo de movimiento denominado Gliding. Se trata de un tipo de movimiento que requiere de la reestructuración de todo el citoesqueleto. Es algo así como si nosotros fuésemos bolas de carne con los huesos dentro y para movernos, todos los huesos se recolocasen desde dentro para empujar una parte hacia adelante. Pero no es solo eso, sino que estos bichos tienen unas proteínas por fuera a modo de botitas que se pegan a la superficie para anclarse y luego se despegan para permitir el avance. Vayamos por partes. 

Los micoplasmas (Mycoplasma) son bacterias que carecen de pared celular, por tanto, como habéis visto en el vídeo del swimming, no pueden tener flagelo porque no tienen donde anclarlo. Se trata de más de 100 especies conocidas en la clase molicutes y se caracterizan porque su genoma suele ser pequeño y además tiene un bajo contenido GC (de las 4 moléculas que forman el ADN, tenemos la A de adenina, la T de timina, la C de citosina y las G de guanina. Pues bien, estos bichos tienen pocas citosinas y guaninas). 

Alguno de estos bichitos los conocéis, por ejemplo a Mycoplasma pneumoniae, que causa trastornos respiratorios. Descubierto por primera vez en 1898 por Nocard y Roux como agente causal de la pneumonía contagiosa bovina (PBC). Se confundió a estas bacterias con virus hasta bastante años después debido a que pasaban los filtro que no dejaban pasar a las bacterias y por su resistencia a antibióticos (eso se debía a que la mayoría de de antibióticos de la época tenían su diana en la pared celular... y estos bichos carecen de ella). Hasta 1950 se referían a los Mycoplasma como PPLO de "Pleuropneumonia-like organisms", fecha en la que Edward y Freundt cambiaron el nombre por Mycoplasma (del griego Mykes "hongo" y de plasma "formado"). 

En la actualidad hay algunos estudios que señalan a los micoplasmas como causantes de algunos tipos de cáncer sin que ninguno de ellos haya establecido una relación directa y por tanto se requieren mas estudios al respecto. (Estudios de Tsai 1995 y Ning Shou, 2004). 

El movimiento de tipo Gliding es un tipo de movimiento que no requiere de flagelos ni pilis de ningún tipo. Para muchas de las bacterias con este tipo de movimiento, la base molecular y el mecanismo no se conoce del todo, pero hay algunos estudios que están empezando a dar luz sobre las proteínas implicadas en este tipo de movimiento. Uno de los que se ha descrito por ahora es el que implica complejos de proteína para la adhesión focal (Mignot 2007). 

Para que nos entendamos, pon la mano en la mesa con la palma hacia abajo. ahora fija la punta de tus dedos (déjala pegada simplemente, no vayas a pegarla con pegamento ahora, que nos conocemos). Una vez tienes fijas a la mesa la punta de los dedos, adelanta la parte de la mano que pega a tu muñeca hacia la punta de tus dedos. La punta de tus dedos son la adhesión focal y su superficie tienes proteínas que se han anclado momentáneamente a la mesa. Ahora que tienes tu muñeca pegada a la punta de tus dedos, puedes deshacer la adhesión focal de la punta de tus dedos y debes hacerla en la muñeca. Ya puedes mover tus dedos adelante y has avanzado un palmo sin necesidad de flagelo ni nada. 

Algo así es lo que hacen estas bacterias (La ilustración de la mano se refiere a la imagen de la derecha)


Otro modelo que puede explicar el Gliding es mucho mas mecánico y cuenta con verdaderos pies moleculares que dan pasitos minúsculos. Es el modelo siguiente. 
Aquí un esquema de una de las propuestas para el movimiento tipo Gliding. No les falta detalle. ¡¡¡ Hasta zapatos rojos se ha puesto la bacteria para salir a bailar!!!

Pero aún queda uno mas, es el que yo llamo tanque celular. Una membrana se desplaza en sentido contrario a la otra de modo que provoca un movimiento muy parecido a la mecánica de las ruedas de un tanque. Son las interacciones en el espacio intermembranal de las proteínas las que hacen avanzar el mecanismo con gasto de energía. 


Para ver estas y muchas mas imágenes, os recomiendo entrar en este artículo genial de Natura 

Bacterias que se mueven girando en el medio, otras que giran en superficie, movimientos que requieren de varias estructuras y otros que son casi tanques rodador. Como podéis observar en el mundo del transporte no todo lo ha inventado Rayanair, las bacterias tienen mucho que decir al respecto... pero mejor no se lo contéis a los dueños de las compañías low cost... no vaya a ser que le den ideas. 


  • Eaton, M. D., G. Meiklejohn, W. van Herick, and M. Corey. 1945. Studies on the etiology of primary atypical pneumoniae. II. Properties of the virus isolated and propagated in chick embryos. J Exp Med 82:329-342.
  • Edward, D. G., and E. A. Freundt. 1956. The classification and nomenclature of organisms of the pleuropneumonia group. J Gen Microbiol 14:197-207.
  • Ning, J.Y., Shou, C.C. 2004. Mycoplasma infection and cancer. Ai Zheng May;23(5):602-4, Department of Biochemistry and Molecular Biology, Beijing Institute for Cancer Research, School of Oncology, Peking University, Beijing, China.
  • Tsai S, Wear D.J., Shih J.W., Lo, S.C. 1995. Mycoplasmas and oncogenesis: persistent infection and multistage malignant transformation. Proc Natl Acad Sci U S A; 92(22):10197-201
  • Mignot, T.; Shaevitz, J.; Hartzell, P.; Zusman, D. (2007). "Evidence that focal adhesion complexes power bacterial gliding motility". Science 315 (5813): 853–856.

1 comentario:

  1. ¡Qué grande eres! Antes de empezar a leer la entrada ya me tenías ganada con el Moonwalk, como buena fan de Michael Jackson, así que a lo mejor soy un poco parcial en la valoración :P

    Me ha encantado, no sabía de la existencia del gliding y me ha dejado maravillada.
    Molan estas entradas porque demuestra que los humanos somos bastante menos especiales de lo que nos pensamos, solo hay que mirar a nuestras queridas bacterias :)

    Si gracias a decir tonterías por twitter, escribes entradas así, tendremos que soltar más tonterías de vez en cuando xD

    ¡¡Un saludo!!

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