Conceito de Bacillus thurigiensis
Bacillus thurigiensis é uma
bactéria cosmopolita, encontrada em diversos substratos como o solo, a
água, na superfície de plantas e insetos mortos.
As células deste organismo têm a forma de
bastonete de 1 a 1,2 µm por 3 a 5 µm, apresentado esporos elípticos e
cilíndricos localizados na zona central da célula. É um microrganismo
Gram-positivo e aeróbio, podendo crescer facultativamente em
anaerobiose.
Os esporos de Bacillus thurigiensis
podem sobreviver durante anos, consoante o ambiente em que se encontram.
1-CARATCTERÍSTICAS TAXONÓMICAS E
NOMENCLATURAIS
O Bacillus thurigiensis pertence à
família Bacillaceae e foi pela primeira vez descrito por
Berlinder, em 1911, quando este investigador isolou o microrganismo de
Anagasta kuehmiella. Posteriormente nomeou este bacilo de
thurigiensis, em homenagem à região de Thuringia, na Alemanha, onde
foi encontrado o primeiro inseto morto, infetado por esta bactéria.
Contudo, apesar de esta ser a primeira descrição usando este nome, o
biólogo S. Ishiwata, em 1901, já tinha isolado o bacilo que era o agente
causal da sotto-disease. Ishiwata denominou-o como Bacillus
sotto, em 1908, mais tarde este restritivo específico foi
considerado inválido e mantido o thurigiensis
Bacillus thurigiensis e Bacillus
cereus mostram características fenotípicas e bioquímicas bastante
comuns, mas por definição o primeiro pode ser diferenciado pela
presença de inclusões cristalinas, visíveis em microscopia de contraste
de fase. As inclusões cristalinas conferem a característica
entomopatogénica a estes microrganismos. Estas inclusões são formadas
por proteínas denominadas de Cry, que apresentam uma potente atividade
tóxica a diversas ordens de insetos.
Cerca de 50.000 estirpes de Bacillus
thurigiensis já foram identificadas, e a busca na identificação de
novas estirpes com o objetivo de procurar novas moléculas com interesse
biológico prossegue em toda o mundo.
Até 1960 havia grande confusão na
nomenclatura das estirpes deste bacilo. De Barjac e Bonnefoi, em 1962,
apresentaram uma nomenclatura baseada em características bioquímicas e
na aglutinação de anti-genes flagelares. Em 1998, outras técnicas foram
propostas para a classificação de Bacillus thurigiensis que se
baseava na sequência de aminoácidos, das proteínas Cry, não levando em
consideração o perfil de toxicidade.
2-MECANISMO DE AÇÃO DAS ENDOTOXINAS
Esta bactéria, sob condições aeróbias,
desenvolve-se em meios artificiais bastante simples. Sob certas
restrições, como a ausência de nutrientes ou a acumulação de metabolitos
prejudiciais para a célula, a bactéria entra em esporulação. É nesta
fase que sintetiza uma grande quantidade de proteínas com atividade
inseticida, que formam o corpo de inclusão cristalina, por isso
designadas de Cry.
Embora as proteínas Cry apresentem
atividade específica para cada ordem de insetos, estas conservam o seu
mecanismo de ação, explicado pelas similaridades nas suas estruturas.
O mecanismo de ação destas toxinas dá-se
em seis etapas fundamentais: solubilização do cristal, processamento das
toxinas, união ao recetor, inserção na membrana, agregação e formação de
poros e lise celular.
As proteínas Cry apresentam-se como
pro-toxinas, sem ação tóxica para os insetos, tendo por isso de serem
ativadas. O cristal quando injetado diretamente na hemolinfa do
hospedeiro não produz efeitos tóxicos. A infeção natural ocorre por via
oral.
A solubilização do cristal ocorre me meio
de pH alcalino. Ao serem ingeridas por um inseto, as pró-toxinas são
solubilizadas em meio alcalino no intestino médio dos insetos. Em
seguida são processadas por protéases específicas. Após serem ativadas,
ocorre a união aos recetores das células dos insetos, interferindo assim
no equilíbrio osmótico e iónico das membranas, formando poros que
aumenta a permeabilidade das membranas. O aumento da absorção de água
causa a lise celular e consequente rutura e desintegração dos tecidos do
intestino médio. Esta rutura permite a proliferação das bactérias na
hemolinfa causando a morte por septicemia.
3-UMA ESPÉCIE ENDOFÍTICA
Bacillus thurigiensis é considerado
uma espécie endofítica. As bactérias endofíticas são aquelas que
conseguem viver ou percorrer tecidos vegetais sem provocar qualquer tipo
de danos ao seu hospedeiro.
Estes microrganismos foram descritos no
século XIX, onde eram considerados inócuos às plantas. Já no século XX,
estas bactérias endofíticas, foram consideradas como vantajosas para os
seus hospedeiros, na medida em que os protegem dos ataques por parte de
insetos e também na proteção a doenças.
Pesquisas com estirpes Bacillus
thurigiensis isoladas de plantas de algodão, demonstraram que a
planta é capaz de absorver a bactéria do solo protegendo-a contra o
ataque de insetos. Neste sentido Bacillus thurigiensis é uma
ferramenta promissora no controle de insetos de algumas ordens que vivem
ou alimentam-se no interior de plantas. Esta bactéria pode circular pelo
xilema da planta, sem lhe causar danos, pode absorvida pelos insetos a
partir da seiva, controlando-os.
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