Lecture 5 Flashcards
Production of insecticides by Bacillus sp.
que son los pesticidas?
Los pesticidas son compuestos químicos utilizados principalmente en agricultura que actúan como activadores de canales de sodio (DDT) o como inhibidores de la acetilcolinesterasa (organofosfatos)
provocando en ambos casos una hiperactividad nerviosa que lleva a la muerte. Sin embargo, estos
compuestos resultan altamente dañinos para el resto de animales debido a la bioacumulación.
DDT
EL DDT (Dicloro-Difenil-Tricloroetano) ES TÓXICO, INESPECÍFICO, GENERA RESISTENCIA Y TIENE UNA ELEVADA PERSISTENCIA EN EL AMBIENTE, debido a esto fue restrigido su uso como insecticida
Que son los biopesticidas?
los biopesticidas son compuestos naturales que presentan unos niveles de toxicidad inferiores, una mayor especificidad y una menor persistencia en el ambiente.
Como se obtienen los biopesticidas?
Se obtienen principalmente del metabolismo secundario de bacterias como Bacillus thuringiensis.
Como actuan los biopesticidas obtenidos a traves de Bacillus spp?
Los biopesticidas de Bacillus spp. generan una serie de toxinas que deben ser ingeridas por el insecto para que éstas tengan su efecto citolítico, además, diferentes cepas atacan diferentes insectos.
Como son producidos los biopesticidas en Bacillus thuringiensis?
Durante el proceso de formación de endósporas, Bacillus thuringiensis genera también lo que se conoce como cristales paraesporales (proteinas Cry) que son los que les aportan las propiedades bioinsecticidas. Al ser ingeridos, se disgregan en sus componentes proteicos debido al contenido alcalino intestinal de los insectos que darán lugar a la toxina activa gracias a la acción de proteasas. La toxina reconoce receptores en el epitelio intestinal, integrándose en la membrana, formando canales que provocan la lisis celular.
especificidad de las toxinas producidas por Bacillus thuringiensis
LA ESPECIFICIDAD DE ESTAS TOXINAS VIENE DADA POR LAS PROTEÍNAS CRY (I – IV) QUE LA CONFORMAN
¿Qué evidencia se obtuvo al expresar las proteínas Cry de Bacillus thuringiensis en Escherichia coli?
Se demostró que las proteínas Cry forman cristales paraesporales sin necesidad de esporulación en Escherichia coli, manteniendo una actividad similar a la forma nativa.
¿Cómo afecta la expresión de las toxinas Cry en distintas especies dentro del mismo grupo?
Las toxinas Cry actúan de manera diferente en especies del mismo grupo debido a la expresión diferencial de receptores. La cantidad de receptores presentes influye en la toxicidad, siendo mayor cuando hay más receptores.
¿Cuál es el riesgo asociado con la modificación de receptores en las especies afectadas por las toxinas Cry?
La modificación de receptores puede llevar al desarrollo de resistencias a las toxinas Cry en las especies afectadas, lo que puede comprometer la eficacia de estas proteínas como agentes insecticidas.
¿Qué posibilidades de mejora se han identificado para las toxinas Cry mediante ingeniería genética en cepas de Bacillus thuringiensis?
Existe un amplio rango de mejora de la actividad de las toxinas Cry mediante ingeniería genética de cepas de Bacillus thuringiensis, lo que sugiere la posibilidad de optimizar su eficacia como agentes insecticidas.
Estrategias de ingeniería genética utilizadas para mejorar la eficacia y versatilidad de las toxinas Cry de Bacillus thuringiensis.
- Selección de plásmidos o deleción de genes cry que producen toxinas poco activas.
- Sobreexpresión constitutiva de genes cry tanto en el WT como en mutantes sin esporulación.
- Integración cromosómica del gen de la toxina expresada vegetativamente.
- Generación de nuevas cepas por expresión heteróloga o por generación de toxinas híbridas.
- Transferencia de genes cry a cianobacterias de las que se alimentan las larvas acuáticas.
- Transferencia de genes cry a plantas transgénicas mediante Agrobacterium tumefaciens.
¿Cuál ha sido el impacto de la ingeniería genética de cultivos en el uso de insecticidas en cultivos como maíz o algodón?
EL USO DE INSECTICIDAS EN MAÍZ O ALGODÓN HA DISMINUIDO DEBIDO A LA INGENIERÍA GENÉTICA DE CULTIVOS
¿Cuál es la característica principal de Bacillus sphaericus en relación con su hábitat, la producción de toxinas y el mecanismo de acción?
Bacillus sphaericus vive en el suelo o en ambientes acuáticos produciendo cristales lineales formados por dos proteínas, ambas necesarias para la toxicidad, que actúan por ribosilación de proteínas
¿Cuál es la estrategia de Bacillus popilliae para afectar al escarabajo Popillia japonica y cuál es su método de acción?
Bacillus popilliae es un patógeno obligado del escarabajo Popillia japonica que no produce toxinas, sino que invada el sistema circulatorio de la larva.
