El Virus de Mancha Blanca WSSV

WSSV - Scheme

Características y distribución del WSSV en América

El Virus del Síndrome de la Mancha Blanca (WSSV), es un virus de ADN de doble cadena del género Whispovirus, familia Nimaviridae (Zhang et al 2006); cuyo genoma tiene un tamaño aproximado de 290 kpb. Este virus es uno de los microorganismos patógenos más complejos que afectan al camarón (Lightner & Pantoja, 2003).

La infección puede ser transmitida de forma vertical (trans-ovum), horizontalmente por el consumo de tejido infectado (canibalismo) y a través del agua de los estanques. Los camarones moribundos pueden ser una fuente de transmisión de la enfermedad a camarones sanos (OIE, 2008).

Se ha reportado que durante la fase aguda de la enfermedad, los camarones tienden a mostrar una reducción en el consumo de alimento, se vuelven letárgicos, la cutícula se desprende fácilmente y presentan manchas blancas de aproximadamente 0.5 a 2.0 mm de diámetro, las cuales son más evidentes en la parte interna del caparazón (Lightner & Pantoja, 2003).

Las poblaciones de camarones que presentan estos síntomas clínicos tienen a exhibir altas tasas de mortalidad acumulada, alcanzando hasta el 100%, alrededor de los 3 a 10 días posteriores a los primeros síntomas (Lightner & Pantoja, 2003). Los brotes de la enfermedad pueden ser inducidas por factores de estrés, por ejemplo: la temperatura del agua  tiene un profundo efecto en la expresión de la enfermedad, con temperaturas promedio debajo de los 30°C (OIE, 2008).

El primer brote de WSSV fue reportado en Japón en 1993 y actualmente es uno de los virus de mayor interés por su virulencia y por las grandes pérdidas económicas que genera en la industria camaronera. En Abril de 1999 se reportó el primer caso en Panamá y se ha dispersado a México, Nicaragua, Honduras, Costa Rica, Ecuador y Colombia (Lightner & Pantoja, 2003).

En Panamá después del brote inicial se obtuvo un porcentaje de supervivencia de larvas en el primer ciclo del año de un 3%, lo cual afecta gravemente la economía y la funcionalidad de las empresas camaroneras en el país (González R., 1999).

La cría científica de camarones se inició en el año de 1974, cuando la Compañía Agromarina de Panamá S.A. inicia operaciones. Las áreas donde se cría el camarón están localizadas cerca del mar en la Costa del Pacífico, siendo las más aptas aquellas que están en la parte Oeste de la ciudad de Panamá y al Este de la Península de Azuero (Pretto 1982).

Desde la aparición del WSSV en el país, se cerraron numerosas compañías dedicadas a la cría del camarón, se estimó que solo en la región de Aguadulce, los despidos ocasionados como consecuencia de los cierres de las plantas afectaron a 400 personas. Los brotes iniciales del síndrome de la mancha blanca generan mortalidades elevadas, perjudicando al 80% de la industria (González R., 1999).

Nested PCR - WSSV

Procedimiento de la PCR Anidada

Dentro de la pruebas diagnóstica se han diseñados protocolos de PCR anidado (Lo et al). Esta modalidad consiste en realizar una PCR a partir del producto de una PCR previa . Las ventajas que aporta esta metodología es aumentar la sensibilidad de la reacción, además se puede emplear como método de tipificación (Ceccotti & Sforza, 2007).

La cantidad de muestra sugerida es de 100 a 200 gramos de tejido de camarón tales como, pleópodos. Otro tipo de muestra es una cantidad mínima de 11 post-larvas (juveniles o subadultas), 10 post-larvas completas o 100 μL de hemolinfa (OIE, 2008).

Se debe cuidar que las muestras de ADN estén preparadas con los tejidos adecuados y que la temperatura de los ciclos sea la apropiada (particularmente para la hibridación, la temperatura recomendada es de 62°C). Es importante prevenir la posibilidad de resultados falsos positivos, especialmente cuando se evalúan áreas libres de la enfermedad y nuevos hospederos del WSSV (OIE, 2008).

Un resultado positivo en el primer paso de amplificación implica una infección fuerte por WSSV, mientras que un resultado positivo en la segunda amplificación muestra una infección latente o de portador. Para el diagnóstico de la incidencia de WSSV en un nuevo huésped o en un estudio en una zona libre de WSSV, se recomienda emplear la secuenciación del ADN para confirmar los resultados positivos de la PCR (OIE, 2008).

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Fuente:

  • Organización Mundial de Sanidad Animal (OIE) 2008, White Spot Disease, en Manual of Diagnostic Tests for Aquatic Animals, 5ed., consultado el: 14 de Septiembre de 2011, disponible en: http://www.oie.int/fileadmin/Home/eng/Health_standards/aahm/2010/2.2.05_WSD.pdf
  • Pretto R 1982, Breve Descripción de la Tecnología de la Cría de Camarones Peneidos en Panamá, Instituto de Investigación Agropecuaria de Panamá (IDIAP).
  • Zhang J, Dong S, Tian X, Dong Y, Liu X, Yan D 2006, Studies on the rotifer (Brachionus urceus Liennaeus, 1758) as a vector in White spot síndrome virus (WSSV) transmission, Aquaculture, vol. 261, no 4, p. 1181-1185.
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El Famoso Sistema HACCP

Análisis de muestras de leche para medir parámetros físico-químicos y microbiológicos.

La industria… cada vez más competitiva, es casi un cliché leer la importancia que tiene conocer el famoso Sistema de Análisis de Riesgos y de Control de Puntos Críticos mejor conocido como HACCP.  Este sistema fue adoptado por la Comisión del Codex Alimentarius (CCA) y es importante para las empresas de productos de consumo masivo porque permite identificar peligros específicos y medidas para su control. Con este instrumento se puede evaluar los peligros y establecer sistemas de control que se centran en la prevención.

Este sistema es muy variable de una industria a otra por el tipo de producción. El HACCP se puede aplicar desde el productor primario hasta el consumidor final y su aplicación deberá basarse en pruebas científicas de peligros para la salud humana, además de mejorar la inocuidad de los alimentos. Algunas ventajas que ofrece la aplicación del sistema HACCP son:

  • Facilitar la inspección por parte de las autoridades de reglamentación.
  • Promover el comercio  internacional.
  • Aumentar la confianza en la inocuidad de los alimentos.

Sin embargo el éxito de este sistema depende de muchos factores como:

  • El compromiso y la participación tanto de la dirección como del personal.
  • Se requiere de un enfoque multidisciplinario, donde se incluya a agrónomos, veterinarios, personal de producción, microbiólogos, especialistas en medicina y salud pública, tecnólogos de alimentos, expertos en salud ambiental, químicos e ingenieros según el área.

Este sistema es compatible con la implementación de sistemas de gestión de calidad, en el caso de tratarse de la inocuidad de alimentos se suele emplear la serie ISO 9000 (Familia de estándares que representan el consenso internacional de las buenas prácticas de calidad). La familia ISO 9000 abordan varios aspectos de la gestión de calidad y contiene algunos de los estándares más conocidos de las ISO. Los estándares proveen una guía y herramientas para compañías y organizaciones que quieren asegurar que sus productos y servicios complazcan las necesidades del cliente, y que la calidad es mejorada constantemente.

Existen varios estándares en la familia ISO 9000, como por ejemplo:

  • ISO 9001:2008 –  Establece los requisitos de un sistema de gestión de calidad.
  • ISO 9000:2005 – Cubre los conceptos básicos y el lenguaje.
  • ISO 9004: 2009 –  Se centra en como hacer la gestión de calidad más eficiente y efectiva.
  • ISO 19011 – Establece orientaciones sobre las auditorías internas y externas de los sistemas de gestión de calidad.

Los estándares se basan en un número de principios de gestión de calidad, que  incluye una fuerte orientación a las necesidades del cliente, la motivación y participación de una alta dirección, el enfoque basado en procesos y en la mejora continua. Emplear las ISO 9001:2008 ayuda a asegurar que el cliente obtiene de forma consistente, una buena calidad en productos y servicios, los cuales se tornan en muchos beneficios para la empresa.

Los Principios del HACCP

Al momento de aplicar el sistema de HACCP a cualquier sector de la cadena alimentaria, éste deberá estar funcionando con los Principios Generales de Higiene de los Alimentos del Codex. Cuando se identifiquen y analicen los peligros y se efectúen las operaciones consecuentes para elaborar y aplicar sistemas de HACCP, deberán tenerse en cuenta las repercusiones de las materias primas, los ingredientes, las prácticas de fabricación de alimentos, la función de los procesos de fabricación en el control de los peligros, el probable uso final del producto, las categorías de consumidores afectados y las pruebas epidemiológicas relativas a la inocuidad de los alimentos.

La finalidad del sistema de HACCP es lograr que el control se centre en los PCC. En el caso de que se identifique un peligro que debe controlarse pero no se encuentre ningún PCC, deberá considerarse la posibilidad de formular de nuevo la operación. El sistema de HACCP deberá aplicarse por separado a cada operación concreta.

Cuando se introduzca alguna modificación en el producto, el proceso o en cualquier fase, será necesario examinar la aplicación del sistema de HACCP y realizar los cambios oportunos. Es importante que el sistema de HACCP se aplique de modo flexible, teniendo en cuenta el carácter y la tipo de operación.

Algunas operaciones útiles a la hora de aplicar un sistema de HACCP son:

  • Formación de un equipo de HACCP: La empresa deberá asegurar que se disponga de un personal con conocimientos y competencia específicos para los productos que permitan formular un plan de HACCP eficaz.
  • Descripción del producto: Deberá formularse una descripción completa del producto que incluya información  pertinente sobre su inocuidad (composición, estructura física/química como: Aw, pH, etc.), tratamientos estáticos para la destrucción de los microbios (tratamiento térmico, congelación, salmuera, ahumado etc.), envasado, durabilidad, condiciones de almacenamiento y sistema de distribución.
  •  Determinación del uso al que ha de destinarse: Se deberá basar en los usos previstos del producto por parte del usuario o consumidor final.
  • Elaboración de un diagrama de flujo: Éste deberá ser elaborado por el equipo del HACCP y cubrir todas las fases de la operación.
  • Confirmación in situ del diagrama de flujo: El equipo de HACCP deberá cotejar el diagrama de flujo con la operación de elaboración en todas sus etapas.
  • Enumeración de todos los posibles riesgos relacionados con cada fase:la producción primaria, la elaboración , la fabricación y la distribución hasta el punto de consumo debe tomarse en cuenta  a la hora de enumerar todos los peligros que puedan razonablemente preverse. El equipo de HACCP llevará a cabo un análisis de los peligros para identificar, cuáles son los peligros cuya eliminación o reducción a niveles aceptables resultan indispensables por su naturaleza, para producir un alimento inocuo. Al realizar estos análisis, es importante incluir los siguientes factores:
    • La probabilidad de que surjan peligros y la gravedad de sus efectos para la salud (la supervivencia o proliferación de microorganismos involucrados, la producción o persistencia de toxinas, sustancias químicas o agentes físicos en los alimentos).
  • Determinación de los puntos críticos de control:  La determinación de un PCC en el sistema de HACCP se puede facilitar con la aplicación de un árbol de decisiones, en el que se indique un enfoque de razonamiento lógico. El árbol de decisiones deberá aplicarse de manera flexible,  considerando si la operación se refiere a la producción, el sacrificio, la elaboración, almacenamiento, la distribución u otro fin y deberá  utilizarse con como orientación en la determinación de los PCC.
    El árbol de decisiones puede no ser aplicable a todas las situaciones, por lo cual, podrán utilizarse otros enfoques. Si se identifica un peligro en una fase en la que el control es necesario para mantener la inocuidad y no existe ninguna medida de control que pueda adoptarse en esa fase o en cualquier otra, el producto o el proceso deberá modificarse en esa fase, o en cualquier fase anterior o posterior, para incluir una medida de control.
  • Establecimiento de límites críticos para cada PCC: Para cada PCC, deberán existir y validarse  los límites críticos. En determinados casos, para una determinada fase, se elaborará más de un límite crítico. Por ejemplo podemos mencionar: las mediciones de temperatura, tiempo, nivel de humedad, pH, AW, así como parámetros sensoriales como el aspecto y la textura.
  • Establecimiento de un sistema de vigilancia para cada PCC: La vigilancia es la medición u observación programadas de un PCC en relación con sus límites críticos. A través de éste proceso se podrá detectar una pérdida de control en el PCC. Lo ideal es que la vigilancia proporcione esta información a tiempo como para hacer correcciones que permitan asegurar el control del proceso para impedir que se infrinjan los límites críticos. Cuando sea posible, los procesos deberán corregirse cuando los resultados de la vigilancia indiquen una tendencia a la pérdida de control en un PCC, y las correcciones deberán efectuarse antes de que ocurra una desviación. Los datos obtenidos gracias a la vigilancia deberán ser evaluados por una persona designada que tenga los conocimientos y la competencia necesarios para aplicar medidas correctivas, cuando proceda.
  • Establecimiento de medidas correctivas: Deberán formularse medidas correctivas específicas para cada PCC del sistema de HACCP. Estas medidas aseguran que el PCC vuelva a estar a estar controlado. Los procedimientos relativos a las desviaciones y la eliminación de los productos deberán documentadas en los registros de HACCP.
  • Establecimiento de procedimientos de comprobación:Para determinar si el sistema de HACCP funciona eficazmente, podrán utilizarse métodos, procedimientos y ensayos de comprobación y verificación, incluidos el muestreo aleatorio y el análisis. Entre las actividades de comprobación pueden citarse como ejemplo las siguientes:
    • Examen del sistema de HACCP y de sus registros.
    • Examen de las desviaciones y los sistemas de eliminación del producto.
    • Confirmación de que los PCC se mantienen bajo control.
  • Establecimiento de un sistema de documentación y registro: Es fundamental contar con un sistema de registro eficaz y preciso. Deberán documentarse los procedimientos del sistema de HACCP, y el sistema de documentación  y registro deberá ajustarse a la magnitud de la operación en cuestión. Por ejemplo:
    • Análisis de peligros.
    • Determinación de los PCC.
    • Determinación de los límites críticos.
    • Actividad de vigilancia de los PCC (las desviaciones y las medidas correctivas correspondientes)
    • Modificaciones introducidas en el sistema de HACCP.

Hoja de Trabajo de HACCP

 Una de las industrias que puede ilustrar mejor la aplicación del sistema HACCP es la de productos lácteos. Diferentes códigos pueden usarse para desarrollar lineamientos e instrucciones de trabajo operacional. Especialmente en el manejo de sistemas complejos, estos lineamientos e instrucciones de trabajo pueden facilitar la gestión y organización de la granja. Para que sea efectivo, se debe cumplir  siempre estos lineamientos e instrucciones de trabajo por el granjero y trabajadores.

Por ejemplo tenemos el caso de las instrucciones para visitantes dictados por las normas de  Buenas Prácticas de Producción de lácteos (Good Dairy Farm Practice) de una Finca productora de lácteos:

  1. Carros y camiones: Deben utilizar solamente el área de estacionamientos indicados.
  2. Cambiarse las botas y ropas en el área de higiene antes de entrar a la finca. Reporte su llegada por teléfono siguiendo las instrucciones.
  3. Si es necesario hacer contacto con los animales, tome guantes desechables del “stock” en el área de higiene.  Si necesita utensilios, tómelos  del la barrera de higiene, nuca use los suyos.
  4. Después de haber entrado a la finca , el capataz y los trabajadores le dirán los lineamientos de trabajo de la finca y los asuntos que le conciernan. Siempre siga las instrucciones de higiene.
  5. Siga la rutina de trabajo de la finca como se ha indicado por nuestros trabajadores. Use las duchas de desinfección cuando estén disponibles; cambie las botas/ropas y lávese las manos cuando sea indicado.
  6. No hacer contacto innecesario con el ganado, ni con mascotas u otros animales presentes.
  7. Cuando su visita a la finca haya concluido, limpie las botas y colóquelas  juntas con las ropas en el área indicada en la barrera de higiene. Todos los materiales introducidos por usted en la finca es considerado como material contaminado y no podrá salir de la finca (sin importar si ha sido utilizado o no). Lave sus manos rigurosamente antes de salir de la finca.
  8. Registre los productos medicinales usados o entregados en el sistema de registros como se indica en el área de higiene.
  9. Registre su nombre y hora de visita en la bitácora de visitantes en el área de higiene.
  10. Entregue los materiales que deben ser almacenados en el lugar correcto en el área de higiene.

Esto es sólo un ejemplo de cómo debería ser la visita a una finca productora de leche. ¿Realmente en Panamá se cumple a cabalidad aspectos tan sencillos como la visita de personas ajenas al área de producción? Es interesante como todo tipo de empresas se apuran a exigir de sus empleados conocimientos de HACCP y BPM que no son estrictamente seguido por temas de costos por ellos.  Tenemos buenos ejemplos de producción pero también hay industrias con operaciones y procesos muy cuestionables.

 

Glosario:

  • Análisis de peligros: Proceso de recopilación y evaluación de la información sobre los peligros y las condiciones donde se originan éstos. Con este análisis se decide cuales son importantes con la inocuidad de los alimentos.
  • Controlado: Cuando se ha cumplido todos los procedimientos y los criterios marcados.
  • Controlar: Cuando se adoptan todas las medidas necesarias para asegurar y mantener el cumplimiento de los criterios establecidos en el pan HACCP
  • Desviación: situación cuando un límite crítico es incumplido.
  • Diagrama de flujo: Representación de la secuencia de las fases u operaciones llevadas a cabo en la producción o elaboración de un determinado producto alimenticio.
  • Fase: Cualquier punto, procedimiento o etapa de la cadena alimentaria, incluidas las materias primas, desde la producción primaria hasta el consumo final.
  • Límite crítico: Criterio que diferencia la aceptabilidad o inaceptabilidad del proceso en una determinada fase.
  • Medida correctiva: Acción que hay que realizar cuando los resultados de la vigilancia de los puntos de control crítico (PPC) indican una pérdida en el control de proceso.
  • Medida de control: Cualquier medida y actividad que se realiza para prevenir o eliminar un peligro para la inocuidad de los alimentos o para reducirlo a un nivel aceptable.
  • Peligro: Agente biológico, químico o físico presente en el alimento, que pueda causar un efecto adverso a la salud.
  • Plan de HACCP: Documento preparado con los principios del sistema de HACCP, de tal forma que su cumplimiento asegura el control de los peligros que resultan significativos para la inocuidad de los alimentos en el segmento de la cadena alimentaria considerado.
  • Punto de cítico de control (PPC): Fase en la que puede aplicarse un control importante para prevenir o eliminar un peligro relacionado con la inocuidad de los alimentos o para reducirlo a un nivel aceptable.
  • Sistema de HACCP: Sistema que permite identificar, evaluar y controlar peligros significativos para la inocuidad de los alimentos.
  • Transparente: Característica donde un proceso que este explícitamente expresadas, documentadas y accesibles para su revisión.
  • Validación: Constatación de que los elementos del plan de HACCP son efectivos.
  • Verificación: Aplicación de métodos, procedimientos, ensayos y otras evaluaciones, además de la vigilancia, para constatar el cumplimiento del plan HACCP.
  • Vigilar: Llevar a cabo una secuencia planificada de observaciones o mediciones de los parámetros de control para evaluar si un PCC está bajo control.

Fuente:

FAO (1997), Sistema de Análisis de Peligros y de Puntos Críticos de Control (HACCP) y Directrices para su Aplicación, Anexo al CAC(RCP-1 (1969) Rev.3, consultado el: 4 de mayo de 2012, disponible en: http://www.fao.org/docrep/005/y1579s/y1579s03.htm

ISO, ISO 9001:2008, consultado el: 26 de julio de 2012, disponible en: http://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:9001:ed-4:v1:en

Noordhuizen J, Cannas da Silva J, Jan – Boersema S, Vieira A (2008) Applying HACCP – based Quality Risk Management on diary farms, Netherlands: Wageningen Academics Publishers.

Hongos Entomopatógenos

 

 Ciertos hongos poseen características muy especiales que les permiten sobrevivir en forma parasítica sobre los insectos y en forma saprófita sobre material vegetal en descomposición. El crecimiento saprófito puede dar como resultado la producción de conidióforos, conidias y desarrollo miceliano. Estas características permiten que el hongo pueda ser cultivado en el laboratorio utilizando técnicas de producción en masa de bajo costo.

Los hongos entomopatógenos comienzan su infección a través de la cutícula externa del insecto hospedante. Se reconocen las siguientes fases de desarrollo del hongo:

  • Adhesión y germinación de la espora en la cutícula del insecto: El proceso de adhesión, dependiendo del hongo puede ser un fenómeno específico o no específico. Mientras que la germinación de las esporas es un proceso mediante el cual una espora emite uno o varios pequeños tubos germinativos que al crecer y alargarse dan origen a las hifas, este proceso depende de las condiciones de humedad y temperatura ambiental. En menor grado la luz condiciona el ambiente alimenticio. La espora que germina en el insecto forma un tubo germinativo el cual funciona como una hifa de penetración de la cutícula. También puede producir una estructura llamada apresorio, la cual ayuda a la adhesión de la espora. El éxito de la germinación y penetración no dependen necesariamente del porcentaje de germinación sino del tiempo de duración de la germinación, modo de germinación, agresividad del hongo, tipo de espora y susceptibilidad del hospedante.
  • Penetración a través de un tubo germinativo: Esta penetración por parte de la hifa es el resultado de la degradación enzimática de la cutícula y la presión mecánica ejercida por el tubo germinativo. Además, depende de las propiedades de la cutícula, grosor, esclerotización, presencia de sustancias nutricionales y antifungosas y estado de desarrollo del insecto. La digestión del integumento se produce mediante las enzimas. Cuando la hifa ha llegado al hemocele, se puede producir diferentes reacciones de defensa del insecto frente a un cuerpo extraño.
  • Colonización que es el desarrollo del hongo dentro del cuerpo del insecto.
  • Posteriormente se da la muerte del insecto.

Una vez dentro, se multiplican rápidamente y se dispersan a través del cuerpo. La muerte del hospedante es ocasionada por la destrucción de tejidos y ocasionalmente por toxinas producidas por los hongos.

La dispersión de éstos en el hemocele depende de la especie del hongo. Las toxinas producidas juegan un rol muy importante en el modo de acción de los hongos entomopatógenos. La muerte del insecto se produce con mayor rapidez cuando es afectado por un hongo entomopatógeno que produce cantidades considerables de toxinas ya que adiciona la toxemia a la destrucción de los tejidos y a las diferencias nutricionales.

Los hongos pueden producir sustancias antibacterianas que alteran la coloración del cadáver. Con la muerte del insecto termina el desarrollo parasítico del hongo y empieza la fase saprofítica: el hongo crece en el hemocele formando masas micelianas que salen al exterior fundamentalmente por las regiones intersegmentales. Los hongos emergen del cuerpo del insecto para producir esporas, las cuales son llevadas por el viento, lluvia o por otros insectos para dispersar la infección.

De acuerdo a la clasificación realizada por Ainsworth (1973), los hongos son separados en dos divisiones: Myxomycota, aquellos que forman plasmodios, y Eumycota, aquellos que no forman plasmodios y son frecuentemente micelianos. Los hongos entomopatógenos se encuentran en la división Eumycota dentro de cinco subdivisiones: Mastigomycotina, Zygomycotina, Ascomycotina, Basidiomycotina y Deuteromycotina.

Fuente:

Herrera L (2010) Hongos Entomopatógenos como Control Biológico

Genética de Plantas II

Continuando con el tema de la Genética de Plantas  es hora de revisar como  se da la expresión de genes en estos organismos eucariotas realizando comparaciones en sistemas más sencillos como es el caso de los procariotas.

En procariotas, los genes estructurales estan involucrados en funciones que están organizadas dentro de operones, como por ejemplo el operon lac. Los genes reguladores codifican proteínas de unión al ADN que pueden activar o reprimir la transcripción. En sistemas inducibles , las proteínas regulatorias se activan o inactivan por la unión a pequeñas moléculas efectoras.

Operon con control negativo

Hay sistemas de controles similares presentes en genomas de eucariotas. Aunque, los genes relacionados no están agrupados en operones y están subdivididos en exones e intrones. Los transcriptos del Pre ARNm se procesan por empalme (splicing) y nivelación (capping) en adición a las colas de poli-A para producir ARNm y el ARNm debe salir del núcleo para iniciar la traducción en el citosol.

A pesar de estas diferencias, la mayoría de los genes eucarióticos son regulados a nivel de la transcripción, como en el caso de los procariotas.  La transcripción en Eucariotas es caracterizada por tres ARN polimerasas cuyas actividades son moduladas por diversos grupos de secuencias regulatorias que actúan en cis. La RNA polimerasa II es responsable por la síntesis de pre-ARNm.

Factores de transcripción generales se ensamblan dentro del complejo de iniciación en la caja TATA del promotor mínimo, el cual se encuentra a 100bp del sitio de inicio de la transcripción del gen.  Las secuencias regulatorias adicionales que actúan en cis, tales como la caja CAAT y la caja GC, unen los factores de transcripción intensificando la expresión del gen. Los reguladores de secuencia distales localizados “upstream” están unidos a otros factores de transcripción llamados activadores o represores. Muchos genes en plantas están también reguladas por secuencias potenciadores localizados distales a las secuencias regulatorias positivas.

A pesar de estar dispersos por todo el genoma, muchos genes eucariotas son inducibles y coregulados. Los genes que son regulados coordinadamente tienen reguladores de secuencias que actúan en cis comunes en sus promotores. La mayoría de los factores de transcripción en plantas contienen el motivo básico “zipper” (bZIP). El cual es un importante factor de transcripción en plantas.

La concentración de enzimas es también  reguladas por la degradación de proteínas o “turnover”. Como aún no existe evidencia de que las vacuolas de las plantas tengan una función similar a los lisosomas en animales en el “turnover” de proteínas, excepto durante la senescencia, cuando los contenidos de la vacuolas son liberados.  Sin embargo el “turnover” proteico a través de la unión covalente del polipéptido ubiquitina corto y la subsecuente proteólisis es un importante mecanismo para regular la concentración de proteína en el citosol en las plantas.

Las vías de las señales de transducción coordinan la expresión génica con las condiciones ambientales y con el desarrollo de la planta. Siguiendo la comparación con los microorganismos procariotas tenemos que éstos emplean dos sistemas de componentes regulatorios que facilitan la respuesta generalmente de la expresión génica.

Los sensores y las respuestas reguladoras comunican la vía de fosforilación de proteínas. Los receptores de proteínas relacionadas a los dos sistemas componentes bacterianos se han identificado en levaduras y plantas. En eucariotas multicelulares usualmente las hormonas lipofílicas se unen a receptores intracelulares, mientras que las hormonas solubles en agua se unen a los receptores de superficies.

Expresión génica en Eucariotas

La unión a receptores inicia una vía de señales de transducción, que a veces involucran la generación de segundos mensajeros, como nucleótidos cíclicos, inositol trisfosfato y calcio  los cuales amplifican la señal original y traen una respuesta celular.

Normalmente, estas vías conducen cambios en la expresión génica. En las plantas, el receptor para la fitohormona brasinoesteroide es un receptor de superficie celular. Los receptores “seven-spainning” de las células animales interactúan con  proteínas G heterotriméricas, que actúan como interruptores moleculares en ciclos entre estados activos (de unión a GTP) y las formas inactivas (de unión a GDP)

La disociación de la subunidad alfa del complejo permite inactivar la enzima efectora. La activación de la adenilato ciclasa incrementa  los niveles cAMP, lo que resulta en la activación de la proteína quinasa cuando las proteínas G heterodiméricas activan la fosfolipasa C y se inicia la vía IP3. IP3 es liberado de la membrana que abre los canales intracelulares de calcio, liberando calcio del retículo endoplasmático y las vacuolas dentro del citosol.

El incremento de las concentraciones en el calcio, a su vez, activa las proteínas quinasas y otras enzimas. En las plantas, las proteínas quinasas dependiente del calcio, el cual tiene dominios de calmodulina, son activados por el calcio directamente.

Estas son algunos ejemplos de los elementos de la expresión génica en plantas, dentro de la complejidad de estos organismos multicelulares existe una infinidad de elementos reguladores, activadores o represores de genes que son importantes analizar y otros que aún no se comprenden en su totalidad en la actualidad.

Fuente:

Taiz L, Zeiger E (2003) Gene Expression and Signal Transduction en Capítulo 14 de Plant Physiology,  3ed., Sinauer.

Genética en Plantas I

Cuando hablamos de genética no podemos evitar pensar en los estudios realizador por Gregor Mendel, evaluando factores hereditarios en los guisantes que cultivaba en su jardín. Entre algunos factores hereditarios encontrados en los guisantes analizados por Mendel están: el color de las flores, la posición de las flores, la forma de la vaina, la longitud del tallo, color de la semilla, la forma de la semilla entre otras.

Ahora se conoce que todos estos factores hereditarios están determinados por los genes; los genes son secuencias de ADN que codifican las moléculas de ARN directamente involucradas en la formación de enzimas y proteínas estructurales de la célula. Los genes se encuentran arreglados de forma lineal en los cromosomas.

Desde que Mendel descrubrió en su jardín los principios de la genética se ha establecido firmemente que las respuestas del más simple microorganismo al crecimiento, desarrollo y el ambiente está determinado por la expresión programada de sus genes.

Entre los organismos multicelulares la expresión de genes altera los complementos enzimáticos y proteínas estructurales de la célula , permitiendo a la célula diferenciarse. Varias señales internas son requeridas para coordinar la expresión de los genes durante el desarrollo y para permitir que la planta responda a señales ambientales.

Tanto agentes de señalización internos como externos normalmente logran sus efectos por medio de secuencias de reacciones bioquímicas, llamadas vías de transducción de señales, que en gran medida amplifican la señal original y en la última instancia resulta en la activación o represión de genes.

En estudios de genómica se observa que la complejidad del organismo esta directamente relacionada con el tamaño del genoma. Aunque debemos tener en cuenta que no todo el ADN en el genoma codifica para genes. El genoma de los procariotas consiste principalmente de secuencias únicas (genes). Mucho del genoma de eucariotas,  consiste de ADN repetitivo y de ADN espaciador.

Arabidopsis

El tamaño del genoma en plantas es altamente variable, el cual puede variar dentro de un rango de 1.5 x 10*8bp en Arabidopsis a 1 x 10*11bp en Trillium. El genoma de las plantas contiene alrededor de 25,000 genes, en comparación con el genoma de la Drosophila que contiene 12,000 genes.

Fuente:

Taiz L, Zeiger E (2003) Gene Expression and Signal Transduction en Capítulo 14 de Plant Physiology,  3ed., Sinauer.

Huanglongbing, el terror de los cítricos…

El Huanglongbing (HLB), es una enfermedad destructiva que afecta a los cítricos, causada por la bacteria vascular “Candidatus liberibacter spp.”, gram negativa, limitada al floema, que no es posible cultivarla en forma aislada en medios artificiales3. Se propaga a través de dos insectos vectores y por yemas infectadas. Tiene una diseminación rápida y de muy difícil control, afectando principalmente a plantas jóvenes y adultas3, 2.

Huanglongbing significa en chino “enfermedad del dragón amarillo”, se registró por primera vez en China en 1919.

Se considera esta enfermedad como una de las más desbastadoras de los cítricos en el mundo, por la severidad de los síntomas, la rapidez con la que se dispersa y porque afecta a todas las especies comerciales de cítricos. Es una enfermedad que aun no tiene cura3.

El HLB está ampliamente distribuido en países de Asia y África donde ha afectado severamente la producción de cítricos. Más recientemente ha sido descubierta en el continente americano.La primera vez que se reportó en América fue en el año 2004 cuando fue detectada en Araraquera, estado de São Paulo, Brasil3.

El 2 de septiembre de 2005 el Departamento de Agricultura de estados Unidos de América confirmó la presencia de esta enfermedad en el sur de Florida, lo que pone en riesgo la citricultura en México y otros países productores, incluyendo los países que integran la región del OIRSA3.

El HLB, es transmitido por insectos vectores y por yemas infectadas. Los insectos vectores que la transmiten son: Trioza erytreae (África) y Diaphorina citri (Kuwayama) (Asia y América del Sur) este insecto pertenece al orden Hemiptera, Familia Psyllidae2, 4.

Estas plagas invasoras transmiten la enfermedad a los árboles de los cítricos y otras plantas huésped, cuando se alimentan de las hojas y tallos. Los Psílidos adultos que se asemejan a los áfidos en apariencia, tienen un tamaño aproximado de un octavo de pulgada, su cuerpo es de color gris con marcas de color marrón y manchas marrones en las alas.

Ambos vectores pueden adquirir el patógeno después de un corto periodo de alimentación, de 15 a 30 minutos y permanecen infectivos durante toda su vida; la transmisión transovárica se ha reportado sólo en T. erytrae4.

No todos los vectores asiáticos de los cítricos son portadoras de la bacteria que causa la enfermedad. Pero incluso los vectores  no infectados pueden dañar los cítricos y otros árboles por el retraso en el crecimiento de nuevos brotes. En otras plantas hospedantes, las infestaciones de los psílidos  resultan  en quemaduras en la punta de los brotes y en hojas retorcidas en los nuevos crecimientos. Por ello no se pueden ampliar y desarrollar con normalidad y son más susceptibles a rupturas.

El HLB también puede transmitirse por injertos enfermos y el traslado de yemas y plantas contaminadas, razón por la cual los países afectados han implementado programas de certificación estrictos, mediante los cuales garantizan que las plantas que llevan a campo están libres de éste y otros patógenos4.

A pesar de que el agente patógeno de esta enfermedad es una bacteria, la enfermedad no se propaga por contaminación accidental del personal, herramientas o por el viento y la lluvia.

Diaphorina citri tiene preferencia por la familia de las Rutáceas, incluyendo 25 géneros de dicha familia. Generalmente infecta a los cítricos, la bacteria es persistente y se multiplica en varias especies; sin embargo, los síntomas más graves se dan en naranjos (Citrus sinensis), mandarinas (Citrus reticulata) y tangelos (Citrus reticulata x Citrus paradisi). Los síntomas menos graves se manifiestan en los limones (Citrus limon), toronjas (Citrus paradisi), Citrus limoniaCitrus limettioides.

También existen hospederos alternativos, siendo sus preferidos los del género Murraya spp. (Murraya paniculata – Mirto). Debido a que afecta principalmente plantas asociados a la industria citrica, esta enfermedad representa un gran problema a nivel socio-economico, por tanto se han desarrollado programas para la detección del vector en plantas cítricas y otras muy relacionadas11.

Debe mantenerse vigilancia mediante monitoreo de las poblaciones de los vectores y aplicar medidas de control cuando sea necesario. En Estados Unidos de América y Brasil se utiliza el insecticida sistémico imidacloprid. En árboles maduros se aplican productos como aldicarb; aunque el control en árboles maduros no es tan efectivo.  Las aplicaciones deben hacerse de tal forma que se eviten efectos adversos sobre insectos benéficos. El control biológico del vector ha tenido éxito en la isla de Reunión mediante el parasitoide Tamarixia dryi importado de África del Sur, pero la presencia de hiperparásitos ha limitado esa forma de control en otras zonas.

Diaphorina citri  puede ser controlado eficientemente con una amplia gama de insecticidas:

– ABAMECTINA

– IMIDACLOPRID

– DIMETHOATO

Los insecticidas que han ejercido un buen control sobre el Diaphorina citri sonproductos sistémicos  en períodos de lluvia y de movimiento de savia. Es recomendable eliminar los árboles enfermos, aunque la poda no elimina la bacteria dado que es sistémica14.

Fuente:

  1. Costa, Norma, La enfermedad Huanglongbing (Ex – Greening) afecta a dos países de América, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), 2004
  2. García Darderes, Clara S., Programa Nacional de Prevención del Huanglongbing (HLB) ex Greening, Servicio Nacional de Sanidad y Calidad Agroalimentaria, Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca, Argentina
  3. Ramos César, Huanglongbing (“Citrus greening”) y el Psílido asiático de los cítricos, una perspectiva de su situación actual,    http://www.oirsa.org/aplicaciones/subidoarchivos/…/CaracterizacionHLB.pdf
  4. Robles García Pedro Luis, Manual Técnico para la detección del Huanglongbing de los cítricos, Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA), Dirección de Protección Fitosanitaria, 2008
  5. United States Department of Agriculture (USDA), Pest Alert Get the Facts on Citrus Greening , http://www.aphis.usda.gov/publications/plant_health/content/printable_version/id_card_cgsph_11-01-10.pdf, 2010
  6. United States Department of Agriculture (USDA) , Huanglongbing o dragón amarillo de los cítricos, http://www.aphis.usda.gov/publications/plant_health/content/printable_version/id_card_cgsph_11-01-10.pdf , 201
  7. Fogliata Gabriela, Stein Beatriz, Augier Lucrecia, Huanglongbing (HLB) ex Greening – Enfermedad sin solución, http://www.eeaoc.org.ar/greening.ht
  8. Maugier, L., Diaphorina citri, insecto vector del Huanglongbing o HLB (ex Greening), muy cerca de Tucuman ,      http://www.cebem.org/cmsfiles/articulos/diaphorina_citri.pdf
  9. Huanglongbing o HLB (ex greening), una enfermedad que nos pone en alerta, Programa Citrus, Huanglongbing o HLB (ex greening), Una enfermedad que nos pone en alerta, http://www.greening.org.ar/noticia.asp?id=309, 2008
  10. García Darderes, Clara S. García Darderes, Clara S. Diaphorina citri Kuwayama (Hemíptera: Psyllidae),  vector de la bacteria que causa el Huanglongbing http://www.sinavimo.gov.ar/files/Ficha%20tecnica%20de%20Diaphorina%20citri%20Julio09.pdf
  11. Cermeli Mario, Morales Pedro, Godoy Freddy, Presencia del psílido asiático de los cítricos Diaphorina citri Kuwayama (Hemíptera: Psyllidae) en Venezuela, http://avepagro.org.ve/entomol/v15-2/1502b0008.html
  12. Grafton – Cardwell Elizabeth E., Asian Citrus Psyllid, http://ucanr.org/freepubs/docs/8205.pdf
  13. Hoy, M. A. and R. Nguyen. (1998). Citrus Psylla: Here in Florida – An Action Plan –Updated. The UF/IFAS Pest Alert. http://ucanr.org/freepubs/docs/8205.pdf
  14. Diaphorina citri Kuwayama, vector del Enverdecimieno de los Cítricos, http://cedhyp.uat.edu.mx/pdf/Diaphorina%20citri.pdf