DAÑO DE LA RADIACION UV Y EL SISTEMA DE REPARACION DEL ADN BACTERIAL

JORGE ALBERTO CARO VARGAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE

COLOMBIA

BOGOTA D.C.

OCTUBRE 26 DE 2010

QUE SON LOS RAYOS UV?

Se denomina radiación ultravioleta o radiación UV a la

radiación electromagnética cuya longitud de onda está

comprendida aproximadamente entre los 400 nm (4x10-7

m) y los 15 nm (1,5x10-8 m). Su nombre proviene que su

rango empieza desde longitudes de onda más cortas de lo

que los humanos identificamos como el color violeta. Esta

radiación puede ser producida por los rayos solares y

produce varios efectos en la salud.

BACTERIAS USADAS:

•Escherichia coli (E. Coli)

•Serratia marcescens (S.

marcescens)

Escherichia coli (E. Coli)

La Escherichia coli (también conocida por la abreviación de su nombre, E. coli) es quizás el organismo procarionte más estudiado por el ser humano, se trata de una bacteria que se encuentra generalmente en los intestinos animales, y por ende en las aguas negras. Fue descrita por primera vez en 1885 por Theodore von Escherich, bacteriólogo alemán, quién la denominó Bacteriumcoli. Posteriormente la taxonomía le adjudicó el nombre de Escherichia coli, en honor a su descubridor. Ésta y otras bacterias son necesarias para el funcionamiento correcto del proceso digestivo, además de producir las vitaminas B y K. Es un bacilo que reacciona negativamente a la tinción de Gram (gramnegativo), es anaeróbico facultativo, móvil por flagelos peritricos (que rodean su cuerpo), no forma esporas, es capaz de fermentar la glucosa y la lactosa

Escherichia coli (E. Coli)

Serratia marcescens (S. marcescens)

La Serratia marcescens es un bacilo gramnegativo de la familia Enterobacteriaceae. Puede ser peligroso para el hombre, ya que a veces es patógena, como causa de infecciones nosocomiales y urinarias. Es un bacilo motil que puede crecer a una temperatura que oscila entre 5-40 ºC, en niveles de pH que varían entre 5 y 9. El ambiente en el cual predomina es en condiciones húmedas, por esa razón es posible encontrarla creciendo en los baños y las alcantarillas, aunque puede ser eliminada mediante la aplicación de lejía y otros desinfectantes (sin abusar de la dosis, porque sino la bacteria puede volverse inmune a los efectos de los desinfectantes)

Serratia marcescens (S. marcescens)

Que se va a hacer? Los efectos de los rayos UV en la piel principalmente por el

sol han sido estudiados por muchos años estas investigaciones muestran que los rayos son absorbidos por los nucleótidos del ADN, estos pueden causar cáncer en la piel como ya es conocido, para esto las células han creado un mecanismo para protegerse del efecto perjudicial de los rayos UV, por ejemplo la pigmentación o melanina. En el estudio de estas dos bacterias veremos la manera de cada una de protegerse de los rayos UV, la S. marcescens produce un pigmento rojo llamado prodigiosin mientras que el E. Colin produce uno blanco. El prodigiosin es parecido en estructura a la melanina humana.

EL EXPERIMENTO Un cultivo de cada material es preparado (E.Coli y S. marcescens), es

inicialmente y reposicionada añadiendo 100µl de una muestra preparadacomercialmente en 5ml de un cultivo nutritivo en 50ml de tubos deprueba. La dilución debe realizarse en tubos de ensayo que contengan airepor lo menos nueve veces superior al volumen de líquido, a fin de permitirun suministro suficiente de oxígeno durante el crecimiento de los cultivosbacterianos. Dos cultivos de E. Coli y dos cultivos de S. marcescens debenestar preparados, e incubados durante la noche en un baño de agua, a dostemperaturas diferentes. El pigmento prodigiosin no se desarrolla entemperaturas superiores a 30 º C. El crecimiento de la bacteria Serratia endos diferentes temperaturas se ha diseñado para crear un cultivo de laproducción de este pigmento (25 º C), y un cultivo de pigmentosdeficientes (37 º C).

Peptona 10.0g, cloruro de sodio 5.0g, extraído 5.0g,

hervido y destilado hasta un volumen final de 1000ml

luego esterilizado en autoclave por 60 minutos

Los cultivos se dejan de 1 a 10 de la mañana, se esterilizan las placas

del vidrio reloj donde se hará el experimento. La radiación UV se

realiza mediante una lámpara UV bactericida (por ejemplo, como la

lámpara UV Vilber Lourmat VL-6LC Vilber Lourmat), con una

longitud de onda de 245nm. Con el fin de esterilizar la zona de

radiación y permitir que la lámpara llegue a un estado estable, le

sugerimos que la lámpara funcione por lo menos 30 minutos antes de

la irradiación a los vidrio reloj en el laboratorio. La distancia óptima

entre la lámpara UV y el plato es de 25-30cm. La parte inferior de

cada uno del vidrio reloj debe ser dividido en seis secciones iguales

utilizando un rotulador. Cada una de estas secciones será irradiada de

diferente cantidad de tiempo. El número de segundos que se marca

en el borde inferior de cada sección: segundos 0, 3, 10, 30, 60 y 120

MONTAJE

QUE SE VIO EN EL EXPERIMENTO

La observar la S. marcescens durante unos minutos se

observa la diferencia , vemos en apariencia que la placa que

estuvo a 25ºC incrementa la producción de pigmento rojo,

mientras que a 37 ªC muestra un crecimiento de colonias

blancas, en ambos casos aparecen en las secciones de 0, 3 y

10 segundos respectivamente pero en la sección de 30

segundos en ambos platos se mostro un crecimiento bacterial

significativo, mientras que en las zonas de 60 y 120 segundos,

está casi esterilizada no hay crecimiento de colonias.

Para la E. Coli en la figura 4a y 4 b se ve un

crecimiento importante en las dos primeras

secciones (0 y 3 segundos respectivamente),

la sección de 10 segundos muestra un

crecimiento importante pero las fronteras

entre colonias se pueden observar, en 30

segundos se observa un crecimiento a 37 ºC

mientras que en 25ºC solo 3, el resto

estuvieron esterilizadas.

Crecimiento de la bacteria en diferentes condiciones (a, b S. Marcescens); (c, d

E.Coli) 25ºC y 37ºC respectivamente

ANALISIS

El pigmento rojo producido por la S. Marcescens llamado

prodigiosin es el causante de la gran resistencia a la radiación

tal vez esto se debe a su gran parecido con la melanina, que

protege a los humanos y animales contra los rayos UV, como

se ve en la figura 4a y 4b la S. Marcescens es mas resistente

que la E. Coli a la radiación, ya que esta ultima resistió hasta

3 segundos mientras que el otro hasta 30 segundos e inclusive

mostro crecimiento en 60 y 120 segundos, aquí se pudo

observar que la resistencia de cada una no depende de la

temperatura a la que estén expuestos.

REPARACION DEL ADN

Con estos resultados vemos la reparación del

ADN de cada una de las bacterias y su razón de

cambio, una a 10 segundos y la otra a 30

segundos. Entre más sea capaz el sistema de

minimizar los daños por radiación la razón de

supervivencia será más alta, pero en un punto la

radiación hace que la reparación del ADN no sea

manejable esto afecta el crecimiento del cultivo y

genera más células muertas.

QUE MAS SE PUEDE MEDIR Se puede analizar la intensidad de la luz y su influencia en las

enzimas de las baterías y su rata de cambio en el crecimiento de las

mismas. Longitud de onda diferente

Examinar los diferentes componentes de los bloqueadores solares

y ver cómo responden a este tipo de radiación controlada, y ver

que tan buenos pueden ser.

Se puede variar la distancia y ver su dependencia con respecto al

crecimiento de las bacterias.

Se usan diferentes tipos de bacterias para ver su comportamiento.

Calentar las muestras y mirar la dependencia con la temperatura

de cada muestra.

CONCLUSIONES

Se observo el efecto de los Rayos UV en unas cadenas de

bacterias S. Marcescens y E. Coli, viendo que la 1ª es más

resistente, a este tipo de radiación, donde se vio crecimiento

del cultivo hasta los 30 segundos, mientras que en la 2ª

muestra solo alcanzo a los 10 segundos: este ejercicio puede

ser pedagógico, pero además se pueden ver las influencias de

los rayos UV en nuestro piel y en otros organismos, se puede

analizar dependencia entre la longitud de onda, el tiempo, la

temperatura entre otros como objetos de estudio

termodinámico.