Inhibición del crecimiento de Bacillus subtilis por mercurio

Inhibición del crecimiento de Bacillus subtilis por mercurio
Sánchez Millán, E.
Facultad de ciencias naturales
Universidad Autónoma de Querétaro
RESUMEN
El mercurio es altamente toxico para organismos procariotas y eucariotas. Aunque no se
conoce en su totalidad la manera en la cual afecta a las encimas encargadas de la
síntesis de proteínas y RNA. En este trabajo se uso a
B. subtilis para medir la
resistencia al mercurio usando concentraciones que van de 1 µg/ml de HgCl2 hasta 5
µg/ml de HgCl2 siendo concentraciones que inhiben el crecimiento celular se encontró
que en la concentración 1 µg/ml de HgCl2 el crecimiento se recupera.
INTRODUCION
El mercurio es un elemento ambientalmente tóxico, aunque con especies químicas de
toxicidad muy variada , desde relativamente inerte, como puede ser su principal forma
el HgS, hasta de toxicidad muy elevada, como son por lo general todos sus compuestos
orgánicos, y en particular los complejos metilados, como metolmercurio (Ch3Hg) y
dimetil mercurio (CH3HgCH3), o el mercurio gaseoso (Higeras et.al. 2007). El mercurio
es un agente activo de la oxido reducción, que ataca directamente antioxidantes y
encimas ricas en grupos sulfhídrico. Cuando el mercurio es absorbido por las células se
une covalentemente a los residuos de cisteína de proteínas y moléculas pequeñas.
Bundell reporto que la síntesis de RNA y proteínas se ve inhibida por HgCl2, pero no se
tiene la suficiente evidencia para demostrar como afecta a todo el mecanismo de
transcripción (Dixit V. et. al. 2004). El crecimiento bacteriano de define como un
aumento en el numero de células microbianas en una población, también puede medirse
como el aumento en la masa celular. Durante el ciclo de división celular todos los
componentes celulares se duplican. El tiempo de generación es el que le toma a una
célula se formen 2 células, el tiempo de generación varia en los microorganismos de 1 a
3 horas, además el tiempo de generación de un organismo es determinado por el medio
de cultivo y las condiciones de incubación (Brock, 2004).
Aunque se conoce perfectamente que el mercurio y sus compuestos son sustancias
sumamente tóxicas, sus mecanismos de acción aún se encuentran en discusión y deben
ser detenidamente estudiados.
METODOLOGIA
Se trabajo con B. subtilis (cepa PY79) proporcionada por el CINVESTAV Irapuato fue
crecida en 20ml de medio LB aproximadamente 3 horas a 350C y en agitación (120
rpm) (Sambrook y Russell, 2001). Cuando pasaron las 3 horas se adicionó diferentes
concentración de HgCl2, como se indica en la figura 1, la densidad bacteriana y la
cuenta viable (CFU´s) se midió durante 5 horas adicionales en intervalos de 1hora como
se muestra en la (figura 1y 2).
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
El efecto del mercurio sobre el crecimiento de B. subtilis, las células fueron tratadas con
1, 2, 3, 4 y 5 µg/ml de HgCl2, al pasar la 3 horas durante la fase exponencial de la
bacteria, la densidad bacteriana fue monitoreada por 5 horas adicionales después del
tratamiento. La adición de HgCl2 provoca una inhibición inmediata del crecimiento
comparado con el cultivo sin tratar (Fig. 1). Los resultados muestran que en todas las
concentraciones se inhibe el crecimiento y no se restablece, con la excepción del
tratamiento 1 µg/ml de HgCl2 (Fig. 1). La cuantificación de las colonias o CFU
demostró que en la ultima medición hay un ligero aumento en la viabilidad celular,
específicamente en el tratamiento 1 µg/ml de HgCl2 en cambio en los demás
tratamientos hay una muerte celular.
F
Figura 1. en la line azul se muestra el numero de CFU, en la linea rosa se
muestra la recuperacion de CFU bajo el tratamiento 1 µg/ml de HgCl2
curva del crecimiento de bacillus en diferentes
concentarciones de HgCl2
Densidad optica
1600
1400
0 Hg
1200
1000
1 Hg
2 Hg
800
600
400
3 Hg
4 Hg
5 Hg
200
0
T -1
T0
T1
T2
T3
T4
T5
Tiempo
Figura 2. La barra azul muestra la densidad optica de B. subtilis libre de
Mercurio, las demás barras como se indica en la leyenda de la derecha muestra a
consentacion de mercurio
CONCLUSIONES
Es claro que B. subtilis se ve inhibido por la presencia de mercurio en su medio de
cultivito, pero en la concentración de 1 mercurio, se puede notar una ligera
recuperacion, lo cual no s da un indicio de que B. subtilis tiene una resisitencia a esta
concentración permitiéndole aumentar el numero de FCU, en cambio en las
concentraciones mayores 2, 3, 4 y 5 µg/ml de HgCl2, no se ve crecimiento alguno las
células dejan de dividirse, lo cual no es revelado por la densidad óptica esta no hace
distinción entre bacterias viva o muertas. Seria necesario la repetición del experimento
en concentraciones mas bajas de mercurio para saber se B. subtilis podría recuperar su
crecimiento normal o el numero de CFU, esto podría dar datos importantes sobre las
encimas o proteínas que son inhibidas a concentraciones especificas de mercurio y
poder conocer mas sobre la inhibicion de trascripción proteínas y RNA.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Bundell, M. R., D, Wild. “Inhibition of bacterial grow by metal salts”. Biochen. J.
115:207-212. 1969
Dixit V. et al “Mercury Inactivates Transcription and the Generalized Transcription
Factor TBF in the Arcaeron Sulfolobus slofataricus”, Antimnicrobial Agents and
Chemoterapy, University of Nebraska, 2004
Higueras P., Oyarzun R., Lorenzo S., Gray J. E., Biester H., Esbrí J.M., 2007, caso
practico: mercurio en el medioambiente del distrito de almadem. Un fenómeno
dinamico. disponible en línea
www.aulados.net/Temas_ambientales/Almadem_PDF/Almadem.pdf.Consultado:23/06/
09
Madigan T. M., Martinko M. J., Parker J. “Brock Biologia de los Microorganismos”
Prentice hall, 10 edición, 2004
Sambrook, J. and Russell, D. “Molecular Cloning:a laboratory manual” 3a edición,
Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., USA
2001.