2014, Número 4
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Rev Educ Bioquimica 2014; 33 (4)
Origen y mecanismos de la radio-resistencia en Deinococcus radiodurans
Alcántara DD
Idioma: Español
Referencias bibliográficas: 24
Paginas: 96-103
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RESUMEN
Durante la adaptación darwiniana a condiciones ambientales extremas, ocurre
una selección natural de los organismos con mayores probabilidades de sobrevivir
y reproducirse. Sin embargo, en el caso de la bacteria
Deinococcus radiodurans,
altamente resistente a radiación gamma y ultravioleta (UV), es difícil explicar cómo
ocurrió esto en virtud de que en su hábitat natural nunca ha estado expuesta a
los niveles de radiación suficientes para inducir el desarrollo de dicho fenotipo.
Varias hipótesis han sido propuestas para explicar los mecanismos celulares que
causan esta elevada resistencia a radiación así como las condiciones ambientales
que probablemente propiciaron su aparición. Una de esas hipótesis propone que
D.
radiodurans estuvo expuesto a elevados niveles de radiación fuera de la Tierra, tal
vez Marte, y que fue allá donde adquirió dicho fenotipo. Sin embargo, debido a las
dificultades que presenta esta hipótesis para explicar cómo pudo realizar esta bacteria
la travesía de ida y vuelta entre la Tierra y Marte, ha ocasionado que la hipótesis de
que la elevada resistencia a radiación fue adquirida colateralmente como resultado de
la adaptación a alguna condición ambiental extrema en su hábitat natural terrestre,
sea la más aceptada.
REFERENCIAS (EN ESTE ARTÍCULO)
Anderson AW, Hordan HD, Cain RF, Parrish G, Duggan D (1956) Studies on a radio-resistant Micrococcus. I. Isolation, morphology, cultural characteristics and resistance to gamma radiation. Food Technol 10:575-578.
Mattimore V, Battista JR (1996) Radioresistance of Deinococcus radiodurans: functions necessary to survive ionizing radiation are also necessary to survive prolonged desiccation. J Bacteriol 178:633-637.
Callegan RP, Nobre FD, McTernan PM, Battista JR, Navarro-González R, McKay CP, da Costa MS, Rainey FA (2008) Description of four novel psychrophilic, ionizing radiationsensitive Deinococcus species from alpine environments. Int J Syst Evol Micr 58:1252– 1258.
Battista JR, Park MJ, McLemore AE (2001) Inactivation of two homologues of proteins presumed to be involved in the desiccation tolerance of plants sensitizes Deinococcus radiodurans R1 to desiccation. Cryobiology 43:133–139.
Daly MJ, Gaidamakova EK, Matrosova VY, Vasilenko VA, Zhai M, Venkateswaran A, Hess M, Omelchenko MV, Konstandarithes HM, Makarova KS, Wackett LP, Fredrickson JK, Ghosal D (2004) Accumulation of Mn(II) in Deinococcus radiodurans facilitates gammaradiation resistance. Science 306:1025-1028.
Daly MJ, Gaidamakova EK, Matrosova VY, Vasilenko VA, Zhai M, Leapman LD, Lai B, Ravel V, Li SW, Kenmer KM, Fredrickson JK (2007) Protein oxidation implicated as the primary determinant of bacterial radioresistance. Plos Biol 5:769-779.
Hoyle F (1984) El Universo Inteligente. Ediciones Grijalbo S.A., México.
Pavlov AK, Kalinin VL, Konstantinov AN, Shelegedin VN, Pavlov AA (2006) Was earth ever infected by martian biota? Clues from radioresistant bacteria. Astrobiology 6:911- 918.
Yen AS, Kim SS, Hecht MH, Frant MS, Murray B (2000) Evidence that the reactivity of the martian soil is due to superoxide ions. Science 289:1909-1912.
Oyama VI, Berdahl BJ, Woeller F, Lehwalt M (1978) The chemical activities of the Viking biology experiments and the arguments for the presence of superoxides, peroxides, gamma-Fe2O3 and carbon suboxide polymer in the Martian soil. Life Sci Space Res 16:3-8.
Karam PA, Leslie SA (1999) Calculations of background beta-gamma radiation dose through geologic time. Health Phys 77:662- 667.
Bresler SE, Verbenko VN, Kalinin VL (1980) Escherichia coli K-12 mutants with increased resistance to ionizing radiation. I. Isolation and study of cross resistance to different agents. Genetika 16:1753-1763.
Kalinin VL, Petrov VN, Petrova TM (1981) I. Isolation and characteristics of radioresistant Bacillus subtilis and Bacillus turingiensis mutants. Radiobiologiia 21: 676-682.
Davies R, Sinskey AJ (1973) Radiationresistant mutants of Salmonella typhimurium LT-2: development and characterization. J Bacteriol 113:133-144.
Alcántara-Diaz D, Breña-Valle M, Serment- Guerrero J (2004) Divergent adaptation of Escherichia coli to cyclic ultraviolet exposures. Mutagenesis 19:349-354.
Stevenson A, Burkhardt J, Cockell CS, Cray JA, Dijksterhuis J, Fox-Powell M, Kee TP, Kminek G, McGenity TJ, Timmis KN, Timson DJ, Voytek MA, Westall F, Yakimov MM, Hallsworth JE (2014) Multiplication of microbes below 0.690 water activity: implications for terrestrial and extraterrestrial life. Environ Microbiol doi: 10.1111/1462-2920.12598.
Greenblatt CL, Baum J, Klein BY, Nachshon S, Koltunov V, Cano RJ (2004) Micrococcus luteus--survival in amber. Microbial Ecol 48:120-127.
Cano RJ, Borucki MK (1995) Revival and identification of bacterial spores in 25- to 40-million-year-old Dominican amber. Science 268:1060-1064.
Vreeland RH, Rosenzweig WD, Powers DW (2000) Isolation of a 250 million-year-old halotolerant bacterium from a primary salt crystal. Nature 407:897-900.
Sale JE (2007) Radiation resistance: resurrection by recombination. Curr Biol 17:R12-R14.
Zahradka, K, Slade D, Bailone A, Sommer S, Averbeck D, Petranovic M, Lindner AB, Radman M (2006) Reassembly of shattered chromosomes in Deinococcus radiodurans. Nature 443:569–573.
Levin-Zaidman S, Englander J, Shimoni E, Sharma AK, Minton KW, Minsky A (2003) Ringlike structure of Deinococcus radiodurans genome: a key to radioresistance? Science 299:254-256.
Rainey FA, Ray K, Ferreira M, Gatz BZ, Nobre MF, Bagaley D, Rash DA, Park MJ, Earl AM, Shank NC, Battista JR, Kampfer P, da Costa MS (2005) Extensive diversity of ionizingradiation- resistant bacteria recovered from Sonoran desert soil and description of nine new species of the genus Deinococcus obtained from a single soil sample. Appl Environ Microb 71:5225-5235.
Byrne RT, Klingele AJ, Cabot EL, Schackwitz WS, Martin JA, Martin J, Wang Z, Wood EA, Pennacchio C, Pennacchio LA, Perna NT, Battista JR, Cox MM (2014) Evolution of extreme resistance to ionizing radiation via genetic adaptation of DNA repair. Elife 3:e01322. doi: 10.7554/eLife.01322.