Mycobacterium smegmatis

Mycobacterium smegmatis Descrizione di questa immagine, commentata anche di seguito Cultura del Mycobacterium tuberculosis Classificazione
Regno Batteri
Ramo Actinobacteria
Ordine Actinomycetales
Sottordine Corynebacterineae
Famiglia Mycobacteriaceae

Genere

Mycobacterium
Lehmann & Neumann , 1896

Mycobacterium smegmatis è una specie batterica acido- resistente del phylum Actinobacteria e del genere Mycobacterium . Questo microbo è lungo da 3 a 5  μm e ha la forma di un bacillo  ; può essere colorato con il metodo Ziehl-Neelsen e il metodo fluorescente auramina-rodamina . Fu segnalato per la prima volta nel novembre 1884 da Lustgarten, che trovò un bacillo con l'apparente colorazione dei bacilli tubercolari nei tumori sifilitici . Successivamente, Alvarez e Tavel pensano organismi simili a quelli descritti da Lustgarten anche le secrezioni genitali normale ( smegma ). Questo organismo è stato successivamente chiamato M. smegmatis .

Virulenza

M. smegmatis è generalmente considerato un microrganismo non patogeno; tuttavia, in alcuni casi molto rari può causare malattie.

Utilizzare nella ricerca

M. smegmatis è utile per l'analisi di ricerca di altre specie di micobatteri in esperimenti di laboratorio. M. smegmatis è comunemente usato nei lavori sul genere Mycobacterium perché è di tipo “a crescita rapida” e non patogeno. M. smegmatis è un modello semplice, facile da lavorare, vale a dire con un rapido tempo di raddoppio e richiede solo un laboratorio di livello di biosicurezza 1. Il tempo e le pesanti infrastrutture necessarie per lavorare con i patogeni delle specie hanno spinto i ricercatori a utilizzare M. smegmatis come modello per specie micobatteriche. Questa specie condivide oltre 2000 geni omologhi con M. tuberculosis e condivide la stessa struttura della parete cellulare unica di M. tuberculosis e di altre specie micobatteriche. È anche in grado di ossidare aerobicamente il monossido di carbonio, proprio come M. tuberculosis .

La scoperta di plasmidi , fagi ed elementi genetici mobili ha permesso la costruzione di sistemi dedicati per l'inattivazione di geni e reporter di geni. Il ceppo M. smegmatis mc 2 155 è ipertransformabile ed è ora il cavallo di battaglia della genetica dei micobatteri. Inoltre, è facilmente coltivabile nella maggior parte dei terreni di laboratorio sintetici o complessi, dove può formare colonie visibili in 3-5 giorni. Queste proprietà lo rendono un organismo modello molto attraente per M. tuberculosis e altri patogeni micobatterici. M. smegmatis mc 2 155 è utilizzato anche per la coltivazione di micobatteriofagi . Il genoma completo di M. smegmatis è stato sequenziato da TIGR e microarray sono stati prodotti dal programma PFGRC ( http://pfgrc.tigr.org/descriptionPages.shtml ), aggiungendo ulteriormente al suo utilizzo come sistema modello per lo studio dei micobatteri.

Trasformazione

La trasformazione è un processo mediante il quale una cellula batterica prende il DNA che era stato rilasciato da un'altra cellula nell'ambiente circostante e poi incorpora quel DNA nel proprio genoma mediante ricombinazione omologa (vedi Trasformazione (genetica) ). Sono i ceppi di M. smegmatis che hanno un macchinario di riparazione del DNA particolarmente efficiente, come indicato dalla loro maggiore resistenza agli effetti dannosi per il DNA di agenti come UV e mitomicina C, che si sono dimostrati i più capaci di subire trasformazioni. Ciò suggerisce che la trasformazione di M. smegmatis è un processo di riparazione del DNA, presumibilmente un processo di riparazione ricombinante, come nel caso di altre specie batteriche.

Coniugazione

Il trasferimento del DNA coniugale in M. smegmatis richiede un contatto stabile e prolungato tra un donatore e un ceppo ricevente, è resistente alla DNasi e il DNA trasferito viene incorporato nel cromosoma del ricevente mediante ricombinazione omologa. Tuttavia, a differenza del noto sistema di coniugazione E. coli Hfr, in M. smegmatis tutte le regioni del cromosoma vengono trasferite con efficienze comparabili e la coniugazione micobatterica è cromosomica piuttosto che plasmidica. Gray et al. riportò una sostanziale mescolanza di genomi parentali risultanti dalla coniugazione e riferì a questa miscela come reminiscenza di quella osservata nei prodotti meiotici della riproduzione sessuale (vedi Origine della riproduzione sessuale).

Riparazione del DNA

M. smegmatis fa affidamento sui percorsi di riparazione del DNA per resistere ai danni al DNA. Le rotture a doppio filamento minacciano particolarmente la vitalità batterica. M. smegmatis ha tre opzioni per riparare le rotture a doppio filamento: ricombinazione omologa (HR), unione finale non omologa (NHEJ) e ricottura a filamento singolo (SSA, inglese  : ricottura a filamento singolo ). La via RH di M. smegmatis è il principale determinante della resistenza alle radiazioni ionizzanti e del danno ossidativo al DNA. Questo percorso comporta uno scambio di informazioni tra un cromosoma danneggiato e un altro cromosoma omologa nella stessa cellula. Dipende dalla proteina RecA che catalizza lo scambio di filamenti e dalla proteina del DNA che funge da nucleasi presinaptica. La ricombinazione omologa (RH) è un processo di riparazione preciso, è la via preferita durante la crescita logaritmica.

Il percorso NHEJ per riparare le rotture a doppio filamento prevede l'unione delle estremità rotte. Non dipende da un secondo cromosoma omologo. Questo percorso richiede la proteina Ku e una ligasi di DNA polifunzionale ATP-dipendente specializzata (ligasi D). NHEJ è efficace ma impreciso. La legatura delle estremità smussate del DNA in una sequenza genica funzionale avviene con una frequenza di mutazione di circa il 50%. NHEJ è la via preferita nella fase stazionaria e protegge M. smegmatis dagli effetti nocivi dell'essiccazione.

Il meccanismo di ricottura a filamento singolo (SSA) viene utilizzato come percorso di riparazione quando si verifica una rottura del doppio filamento tra sequenze ripetute dirette nel DNA. L'SSA comporta la resezione di un singolo filamento, la fissazione ad anello delle ripetizioni, la rimozione dei lembi, il riempimento dello spazio e la legatura. In M. smegmatis, la via SSA dipende dalla RecBCD elicasi-nucleasi.

Note e riferimenti

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