La respuesta al estrés bacteriano permite que las bacterias sobrevivan en condiciones adversas y fluctuantes en su entorno inmediato. [1] Varios mecanismos bacterianos reconocen diferentes cambios ambientales y montan una respuesta adecuada. Una célula bacteriana puede reaccionar simultáneamente a una amplia variedad de estreses y los diversos sistemas de respuesta al estrés interactúan entre sí mediante un complejo de redes reguladoras globales. [2]
Las bacterias pueden sobrevivir en diversas condiciones ambientales y, para superar estas condiciones adversas y cambiantes, las bacterias deben detectar los cambios y generar respuestas apropiadas en la expresión génica y la actividad de las proteínas . La respuesta al estrés en las bacterias implica una red compleja de elementos que contrarresta el estímulo externo. Las bacterias pueden reaccionar simultáneamente a una variedad de tensiones y los diversos sistemas de respuesta al estrés interactúan (dialogan) entre sí. Una red compleja de sistemas regulatorios globales conduce a una respuesta coordinada y efectiva. Estos sistemas reguladores gobiernan la expresión de más efectores que mantienen la estabilidad del equilibrio celular bajo diversas condiciones. [3]Estos sistemas pueden incluir respuestas inmediatas como chaperonas , así como respuestas más lentas como la regulación transcripcional para controlar la producción de proteínas, la latencia y otras. [4] [5]
Los sistemas de respuesta al estrés pueden desempeñar un papel importante en la virulencia de los organismos patógenos . Sus sistemas de respuesta al estrés, como entrar en un estado latente, pueden permitirles sobrevivir a las condiciones estresantes dentro del huésped u otro entorno. [5]
Existen sistemas de regulación que responden a cambios de temperatura, pH , nutrientes, sales y oxidación. El nivel de respuesta se basa en la cantidad de cambio que ocurre en el entorno. La respuesta es máxima cuando se producen cambios en condiciones de estrés, en este caso las redes de control se denominan sistemas de respuesta al estrés. Estos sistemas son muy similares dentro de los procariotas y algunos de los sistemas, específicamente la respuesta al choque térmico, se conservan en los eucariotas .y arqueas. Si bien los sistemas son extremadamente similares, las condiciones en las que se activan difieren mucho de un organismo a otro. Los sistemas que activan la respuesta al cambio ambiental tienen muchos elementos de control. Estos elementos de control pueden ser específicos de un gen o pueden controlar un gran grupo de genes. Cuando los elementos de control controlan un gran grupo de genes, se denomina regulón. Un regulón es un grupo de genes que están todos regulados por el mismo patrón de control. Un estímulo son todos los genes que expresan respuestas a una misma condición. Los elementos de control también regulan la expresión de genes durante diversas condiciones ambientales, incluidas la inanición, la esporulación y otras. [6]
Un factor estresante que puede inducir una respuesta de estrés en las bacterias puede ser cualquier condición fuera de las condiciones ideales para la supervivencia. Los factores estresantes que infligen daño a la célula son los que provocan las respuestas más fuertes. Uno de esos factores estresantes es la exposición a especies reactivas de oxígeno y sustancias químicas reactivas de especies de cloro que se utilizan como desinfectantes. En esta categoría se incluye el hipoclorito de sodio (NaOCl) o lejía doméstica. Estos productos químicos infligen un daño celular extenso a diferentes sistemas, como la membrana bacteriana, la desnaturalización de las proteínas y la interferencia con biomoléculas como los aminoácidos , los ácidos nucleicos y los lípidos . [4]Otro tipo de factor estresante podría ser la ausencia de un aceptor de electrones favorable para la respiración celular . Se ha demostrado en un estudio que el cambio de una producción de energía más favorable a una menos favorable, como el nitrato, cambia la morfología celular y la composición de la membrana celular . [7] Otros tipos de factores estresantes incluyen oxidantes , privación de nutrientes, hipo/hiperosmolaridad , pH extremo, temperatura extrema y sustancias antimicrobianas. [4] [8] Esta lista de factores estresantes no es exhaustiva, ya que los factores estresantes, por definición, pueden ser cualquier cosa que no sea favorable para una célula.