Actinobacterias GRUPO: SHIGELLA INTEGRANTE: SAMANIEGO TOVAR, ANGEL GUSTAVO.

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1 Actinobacterias GRUPO: SHIGELLA INTEGRANTE: SAMANIEGO TOVAR, ANGEL GUSTAVO

2 Características Generales  La mayoría de estos son formadores de micelios  Presentan un alto contenido de G+C en su ADN (51% hasta 70%).  Presentan un amplio espectro morfológico.  Presentan una gran variedad de estilos de vida. Aislamientos de diversas actinobacterias: Doi: 10.5772 / 62329 Los actinomicetos conforman un grupo ubicuo y heterogéneo de microorganismos Gram positivos, representan entre el 20 y 60 % de la población microbiana total del suelo, también pueden encontrarse en ambientes acuáticos tanto dulces como marinos

3 Morfología Coccoide: Micrococcus luteus Coccoide abastonado: Arthrobacter sp. Hifas: Nocardia spp. Debido a la gran cantidad de especies presentes en este orden, presentan una gran variedad de formas.

4  La apariencia de la colonia es otra característica que contribuye con la identificación genérica y descripción de la especie de interés, entre las cuales tenemos la forma, coloración, aspecto (rugoso, liso, polvoso), consistencia (rígida, fragmentada), producción de pigmentos, entre otras características que suelen ser importantes para una clasificación y manejo de las cepas Martinez et al (2017). Potencial biotecnológico de las actinobacterias aisladas de suelos de México como fuente natural de moléculas bioactivas: compuestos antimicrobianos y enzimas hidrolíticas Clasificación por colonias

5 Taxonomía  El filo de Actinobacteria es una de las unidades taxonómicas mas grandes entre los linajes del Dominio Bacteria. Arbol filogenético basado en análisis de ARNr 16S 6 Ordenes 39 familias 130 generos Doi: 10.1128 / MMBR.00005-07

6 Hábitats: Existe una gran cantidad de actinobacterias que pueden habitar en los suelos o rizosferas de las plantas como por ejemplo: Streptomyces, Arthrobacter, Nocardia, Frankia y muchos otros más. Incluso suelos de ambientes extremos, Arthrobacter y Streptomyces han sido hallados en suelos antártico. También, pueden encontrarse en suelos alcalinos y desérticos. Frankia spp. Se presenta en forma de nódulos en la raíz de plantas actinorrizas Suelo:

7 Existe una gran cantidad de Actinobacterias que pueden crecer en agua dulce y agua salada e incluso algunas pueden crecer en ambos tipos: Agua: Agua dulce: Actinoplanes Micromonosporas Rhodococcus Thermoactinomyces Agua marina: Salinispora Marinophilus Solwaraspora Salinibacterium

8 En el hombre Algunas pueden habitar en el tracto gastrointentinal como Bifidobacterium spp. Las actinobacterias también son miembros de nuestra microbiota autóctona en distintas zonas del cuerpo humano como el tracto gastrointestinal, piel, zonas mucosas, etc. Tracto gastrointestinal: Bifidobacterium Piel: Propionibacterium acnés Corynebacterium bovis Corynebacterium xerosus

9 Micrococos Sus géneros más importantes son: Arthrobacter Habita principalmente en el suelo y alterna entre la forma cocal y bacilar durante su ciclo de vida. Puede crecer en Agar marino a 28°C (Artrhobacter citreus y Arthrobacter sp.) Puede crecer en Agar nutritivo a 28°C durante 5d ias a oscuridad Micrococcus Habita en piel humana o animal, productos lácteos y cerveza Puede crecer en Agar marino a 28°C (Micrococcus luteus y M. agilis) Micrococcus luteus en agar marino Lugioyo et al. (2003) Identificación y detección de la actividad antimicrobiana de cepas de bacterias aisladas de la Zona Exclusiva Económica al sur de Cuba.

10 A. Corynebacterium Compuesto por un grupo muy variado de especies, en las que se incluyen patogenos de plantas y animales. Corynobacterium diptheriae puede crecer en agar sangre, medio loeffe, Corynebacterium en Medio Loeffe cultivado a 35 +/- 2°C durante 24 a 48 horas. Cultivo de 35 a 37°C en atmosfera aerobia durante 24 a 48 horas. Corinebacterias

11 B. Mycobacterium Son bastante pleomorficas, pueden llegar a presentar un crecimiento ramificado, pero sus ramificaciones se romperán generando células bacilares normales. Crecen en medios simples con sales minerales, NH4 y glicerol o acetato Incubar a 35 ± 2 °C durante 2 a 3 semanas en una atmosfera aerobia y un pH de 6,6 ± 0,2

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13 Propionibacterium  Son bacterias grampositivas, inmóviles, no esporulantes y tienen forma de bastoncillo corto. Su temperatura optima varia desde 25 a 35°C y su pH optimo entre 6 y 7. Estequiometria de formación de Propionato a partir de Lactato. Brock (2010) Propionobacterium freudenreichii Crecimiento en quesos Propionobacterium acnes Crecimiento en condiciones anaerobicas

14 Actinomicetos A. Streptomyces. Es el genero más grande de los actinomicetos y el principal fabricante de antibioticos y otros metabolitos secundarias. Puede crecer en: Agar Marino (A 20 a 25°c durante 24 a 72h) Agar Extracto de Levadura (28°C durante 7 a 30 dias) Agar Sintetico de Gause (28°C durante 7 a 30 dias) Bacteria filamentosas con un crecimiento lento que puede ir desde 48 horas hasta varias días. Sus principales representantes son Figura 1. Colonias de Streptomyces cepa M10 77 en Agar Marino. A 20 a 25°c durante 24 a 72h

15 Este genero no es muy exigente en cuanto a condiciones de cultivo. Su temperatura optima varia entre 25 a 37°C y requiere un tiempo minimo de 48 a 72 horas para ser visible. Medio Bennet: El cultivo se debe realizar a 25 a 30°C por 24 a 48 horas minimo Agar Sangre (48-72 horas) Agar chocolate (48-72 horas) Agar Saboraud Nocardia en agar Sangre Fundacion IO B. Nocardia

16 C. Frankia El aislamiento de Frankia in vitro no es muy común ya que esta es una bacteria que vive en simbiosis junto a las actinorrizas. Solo las cepas mas saprofitas o poco exigentes son cultivables y se encuentras asociadas a la familia betulaceae o el genero Altus. Horozco et al (2005) Aislamiento y evaluación de microorganismos endófitos de aliso (Alnus acuminata var.Acuminata). Estas cepas aisladas se obtuvieron en agar caseína a 33°C hasta la aparición de colonias (a partir de los 10 dias)

17 D. Micromonospora  El genero Micromonospora es principalmente quimioorganotrofo y aerobico.  Es uno de los principales productores de antibióticos junto a Streptomyces  Sus colonias no son muy diferenciadas y pueden confundirse con otros actinomicetos pertenecientes a las Micromonosporaceae  Puede crecer en agar marino en agar caseína-almidon, etc.

18 E. Actinomadura Los microorganismos del género Actinomadura son bacterias gram positivas, no alcohol resistente, aerobias, quimiorganotrópicas y crecen en un intervalo de temperatura de 10-60° C. Desde el punto de vista morfológico las especies de este género se caracterizan por presentar una gran cantidad de hifas vegetativas ramificadas y un denso micelio substrato no fragmentado. Actinomadura es un genero de crecimiento lento 7-10 dias. Crece de forma optima a 37°C en agar dextrose de Saboraud o medios no selextivos. Fuente: Fundacion IO

19 Bifidobacterias Son bacterias gram positivas, anaeróbicas, no móviles y participan en la fermentación láctica Puede crecer en Medio TPY. ( B. longum, B. breve y B. infantis) Medio MRS (37 °C por 72 horas en anaerobiosis Medio Reforzado para Clostridium (37 °C por 72 horas en anaerobiosis Pilarmillan (2005) Cultivo de Bifidobacterias a 42°C durante 48 horas

20 Aplicaciones y Potencial Las actinobacterias son ampliamente reconocidas por su diversa producción de metabolitos primarios y secundarios como antibioticos, herbicidas y antifungicos. Además, poseen una gran variedad de producción de enzima para la industria como lipasas, proteasas, amilasas etc. Por ultimo, también pueden degradar, pesticidas, compuestos aromáticos e hidrocarburos. Aplicaciones biotecnológicas de Actinobacterias Doi: 10.5772 / 62329

21 Antimicrobianos  La gran mayoría de antibioticos en el mundo derivan de productos de actinobacterias (80%). Principalmente de Streptomyces (aproximadamente 7600 ) y Micromonospora Una posible solución al problema de las superbacterias radica en el estudio de actinobacterias de ambientes extremos que puedan brindar nuevos antimicrobianos

22 Producción de Enzimas Tabla 2. Enzimas y sus aplicaciones industriales Doi: 10.5772 / 62329

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24 Producción de nanoparticulas  Las Actinobacterias son productores eficientes de nanopartículas, que muestran una variedad de propiedades biológicas, a saber, antibacterianas, antifúngicas, anticancerígenas, antiincrustantes, antipalúdicas, antiparasitarias y antioxidantes.

25 Beneficios en plantas  Las Actinobacterias se han mostrado como buenos candidatos en la producción de nuevos metabolitos par controlar plagas de insectos y hierbas en plantas.  Cerca del 60% de los nuevos insecticidas y herbicidas son producidos por Streptomyces  Diversas especies de Streptomyces también puede producir IAA

26 Potencial de las Actinobacterias Un estudio realizado en el efecto de 12 nuevas espirotetronato producidos por Micromonospora harpali SCSIO GJ089 aisladas de la fermentación de caldos de derivados marinos, demostró que algunos de estos presentan actividades frente a: Micromonospora Doi: 10.1021/acs.jnatprod.7b0017610.1021/acs.jnatprod.7b00176 B. subtilis BS01 y B. thuringiensis BT01, fueron inhibidas por compuesto 3-5, 10 y 11 mostraron una alta efectividad mientras que los compuestos 6-9 y 12 mostraron una actividad moderada.

27  Las micromonosporas, también tienen otros campos en los que pueden ser explotadas como: AplicacionesEjemplos Producción de Enzimas Hidroliticas Micromonospora coriaria. Micromonospora L5. Micromonospora aurianticus ATCC 27029 Xylanasa Xylanasa y celulasa Quitinasas Biocontrol y PGPR Micromonospora sp. SF-1917 Micromospora sp. M39 Micromonospora carbonaceae Dapiramicina Acido 2,3-dihidroxibenzoico acido phenylacetico y Cervinomicina A1 y A2 Celulasa Fijacion de Nitrogeno Micromonospora Lupini Micromonospora saeliciesensis

28 Actinomadura AplicacionesEjemplos Metabolitos secundarios Actinomadura ahibissia P157 Actinomadura atramentaria Actinomadura sp. Actinomadura madurae Actinomadura sp. SC1646 Actinomadura kijinata Actinomadura rubra Pradimicinas (Antifungicas) Matlistatinas (Inhibidor de la enzima colagenasa tipo IV) Macrolactamas (Antifungico) Simaomicina (antibacteriano Oxantimicina (Antifungico, antibacteriano) Kijanimicina (Antibacteriano y antifungico Maduramicina (Previene coccidiosis)

29 Actinoplanes  La desglicolización de diferentes glicosidos de flavona es importante en la industria alimentaria para eliminar el amargor y clarificar los jugos de fruta.  Neher et al (2015) nos describen la detección de actividad enzimática de 6- O-α-L-rhamnosyl-β-D-glucosidase proveniente de Actinoplanes missouriensis que degrada flabonoides diglicosilados. DOI: 10.1007/s00253-015-7088-x La ventaja de esta enzima es que realiza la desglicolización en un solo paso y evita la transglycolización.

30 Actinobacterias aisladas de suelos  Se aislaron 2 termófilos Rhodococcus y Streptosporangium en un volcán de lodo que producían enzimas hidrolíticas (amilasa y xilanasas) que pueden soportar temperaturas mayores a los 65°C pudiendo ser explotadas en digestión enzimática para la industria a mayores temperaturas de las normales (50- 65°C).  Se han aislado actinomicetos halófilos como Nocardiosis, Actynopolyspora, etc. Que sintentizan policetidos sintasas y péptidos sintasas no ribosoomales.  Se deben realizar mayores estudios en suelos con altos contenidos de sales, aridos u otras condiciones extremas. Las actinobacterias aisladas de estos suelos generalmente presentan compuestos bioactivos novedosos y con gran potencial gracias a la adaptación de estos microorganismos Doi: 10.3389/fmicb.2015.0154110.3389/fmicb.2015.01541

31 Actinobacterias aisladas en ambientes Antarticos Un estudio realizado por Barrientos, L. et al (2017) logro aislar 30 cepas bacterianas provenientes de suelo, agua de mar, agua dulce y seimentos marinos Antarticos. Estas cepas estaban conformadas por Arthrobacter, Streptomyces, Rhodococcus, Thermoleophilum, Janibacter, Knoellia, Brevibacterium y Curtobacterium. En este estudio, las 30 cepas de actinobacterias evaluadas produjeron, al menos, una enzima extracelular. Es así que 25 de las 30 actinobacterias (83%) produjeron proteasas, 13 presentaron actividad amilasa (43%), 24 de las cepas presentaron actividad lipolítica (80 %) y siete actividad celulolítica (23%).

32 Corynebacteria en biorremediación de Arsenito En este estudio se realizo el diseño y construcción de una cepa de Corynebacterium glutamicum que sea resistente a Arsenico y presente una elevada toma de Arsenato o Arsenito y presente una reducción del efluente de Arsenito con el objetico de biorremediar suelos contaminados con Arsenico.

33 Aislamiento de lacasas  Un estudio realizado en muestras de suelo con materia vegetal en descomposición logro determinar la presencia y actividad de lacasas en dos géneros de Actynomicetos poco comunes como Tsukamurella sp. y Cellulosimicrobium sp.  La lacasa degrada la lignina presente en la biomasa vegetal que es un obstáculo en su aprovechamiento como biocombustible. Además, las lacasas pueden utilizarse también en bioblanqueamiento de pulpa de papel, tratamiento de aguas residuales industrials, modificación enzimática de fibras y blanqueamiento de textiles,destoxificación de contaminantes y biorremediación DOI: 10.15446/rev.colomb.biote10.15446/rev.colomb.biote AC01: Tsukamurella sp. AC18: Cellulosimicrobium sp.

34 Bibliografía  Orozco F H, Medina M y Sarria P 2005: Aislamiento y evaluación de microorganismos endófitos de aliso (Alnus acuminata var.Acuminata). Livestock Research for Rural Development. Vol. 17, Art. #10. Retrieved August 29, 2020, from http://www.lrrd.org/lrrd17/1/oroz17010.htmhttp://www.lrrd.org/lrrd17/1/oroz17010.htm  Ranjani, A., Dhanasekaran, D. y Gopinath, PM (2016). Una introducción a las actinobacterias. Actinobacterias: conceptos básicos y aplicaciones biotecnológicas. doi: 10.5772 / 62329  Neher, BD, Mazzaferro, LS, Kotik, M., Oyhenart, J., Halada, P., Křen, V. y Breccia, JD (2015). Bacterias como fuente de actividad diglucosidasa: Actinoplanes missouriensis produce 6-O-α-1-ramnosil-β-d-glucosidasa activa sobre flavonoides. Microbiología y biotecnología aplicadas, 100 (7), 3061–3070. doi: 10.1007 / s00253-015-7088-x  Gui, C., Zhang, S., Zhu, X., Ding, W., Huang, H., Gu, Y.-C.,… Ju, J. (2017). Metabolitos antimicrobianos de espirotetronato de Micromonospora harpali SCSIO GJ089 de origen marino. Journal of Natural Products, 80 (5), 1594-1603. doi: 10.1021 / acs.jnatprod.7b00176  Mateos, L, Ordóñez, E, Letek, M, Gil, J (2006). Corynebacterium glutamicum as a model bacterium for thebioremediation of arsenic. Int Microbiol 9(3):207-215  Hirsch, AM y Valdés, M. (2010). Micromonospora: un microbio importante para la biomedicina y potencialmente para el biocontrol y los biocombustibles. Biología y bioquímica del suelo, 42 (4), 536– 542. doi: 10.1016 / j.soilbio.2009.11.023

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