Estudio de la Expresión Génica y la División Celular en Mycoplasma genitalium

Abstract

Los micoplasmas son bacterias sin pared celular que pertenecen a la clase Mollicutes. Estos microorganismos se caracterizan por su pequeño tamaño y por tener un genoma reducido con un bajo porcentaje de C+G. Muchas especies de mycoplasma actúan como parásitos y patógenos de un amplio rango de huéspedes, causando enfermedades comunes en humanos. Por ejemplo, Mycoplasma genitalium, objeto de esta tesis, es el causante de la uretritis no gonocócica. La secuenciación del genoma de algunos micoplasmas ha favorecido el conocimiento de la fisiología y genética de estos microorganismos, pero algunos mecanismos como la regulación de la expresión génica y la división celular siguen siendo aún un misterio por desvelar. M. genitalium, con tan sólo 525 genes, es considerado un modelo de célula mínima. Posee el genoma más pequeño de entre todas las bacterias que se pueden cultivar axénicamente, siendo así un candidato ideal para el estudio de los procesos biológicos con el mínimo número de genes implicados. El trabajo presentado en esta tesis se divide en tres capítulos independientes. En el primero se estudia la regulación de la expresión génica en M. genitalium y M. pneumoniae. El trabajo con M. pneumoniae fue llevado a cabo durante una estancia en el laboratorio del Prof. J. Stülke (Göttingen, Alemania). Este primer trabajo dio lugar a un artículo publicado en la revista Microbiology. La obtención de un mutante por transposición de M. genitalium que deleccionaba el gen ftsZ, descrito como esencial para la división celular en la mayor parte de bacterias, derivó en el segundo capítulo de esta tesis. En este segundo trabajo se investiga la división celular en micoplasma en ausencia de este gen. Este estudio ha sido publicado recientemente en la revista Molecular Microbiology. Por último, con el objetivo de profundizar en el tema de la división celular en micoplasma, en el tercer capítulo se analiza la funcionalidad del gen mraZ, que junto con mraW, mg223 y ftsZ conforma el operón de división celular de M. genitalium.

Mycoplasmas are the smallest and simplest free-living microorganisms. They are members of the Mollicutes class which is characterized by the absence of cell wall and by having genomes with a low G+C content. Despite this apparent simplicity, some mycoplasma species are parasites and pathogens of a wide range of hosts. For instance, Mycoplasma genitalium, which is the object of this thesis, is the agent of non-gonococcal and non-chlamydial urethritis. Genome sequencing has advanced the knowledge concerning the physiology and genetics of these microorganisms, but some mechanisms such as the regulation of gene expression and the cell division remain unclear. With only 525 genes M. genitalium is considered a model of minimal cell, since it has the smallest genome of any microorganism that can be grown in a pure or axenic culture. It is considered a perfect candidate to study biological processes with the minimal set of genes. This thesis is divided into three independent chapters. In the first one we study the regulation of gene expression in M. genitalium and M. pneumoniae. This work was published in 2007 in the journal "Microbiology". A minitransposon insertion was found in the ftsZ gene of M. genitalium, indicating that this gene was not essential for cell division in this microorganism. In the second chapter of this thesis we investigate the cell division process in M. genitalium in the absence of ftsZ. This work was recently published in the journal "Molecular Microbiology". Finally, to gain insight into the cell division process in mycoplasma, in the third chapter we analyze the function of the mraZ gene, which together with mraW, mg223 and ftsZ comprise the cell division operon of M. genitalium.