Aplicații ale bacteriilor în biotehnologii

Bacteriile si parti din bacterii, in special enzime, sunt folosite in aplicatii biotehnologice pentru a monitoriza nivelurile critice de compusi in mediu. Aceste tehnici au o vasta aplicabilitate in stiinta mediului, in sanatatea oamenilor si animalelor.

Biosenzorii

O arie care s-a dezvoltat rapid in biotehnologie si a prezentat un mare interes pentru oamenii de stiinta din intreaga lume este productia de biosenzori. In acest camp al bioelectornicii , organismele vii (enzimele sau parti din bacterie) sunt legate intre ele de electrozi, si reactiile biologice sunt acoperite intr-un camp electric de acesti biosenzori.

Biosenzorii sunt produsi pentru a masura componetii specifici din bere, pentru a monitoriza poluarea, si de a detecta compusii aromati din mancare. E posibil sa se masoare concentratia de substante din multe medii diferite. Aplicatiile includ detectia de glucoza, acid acetic, acid glutamic, etanol. Una din cele mai interesante utilizari a bisenzorilor este detectarea aflatoxinelor ce se fasesc in alimente. Aceasta unitate anutomata, bazata pe o noua tehnica de imunoafinitate fluorumetrica poate fi folosita in 100 de masurari inainte de a se reincarca.

Biopesticide

Exista un interes de mult timp in folosirea bacteriilor, fungilor si virusurilor ca biopesticide si bioinsecticide. Acestea sunt definite ca agenti bilogici asemanaroti bacteriilor, fungilor, virsurilor sau componetele lor, care sunt folosite pentru a omora insectele.

Agentii bacterieni inclund variatii ale Bacillus spp., in special B.thuringinsis. Aceste bacterii in forma vegetativa sunt slab toxice asupra insectelor dar pe parcursul sporularii, acestea produc o toxina proteica cristalina intracelulara, care se comporta ca insecticid pentru grupe specifice de insecte. Parasporul cristalin, dupa expunere la mediu alcalin se pregateste de eliberearea protoxinei. Sub influenta proteazei toxina activa este eliberata.

Modul de actiune al toxinei (produsa de B. thuringiensis.(a) eliberarea protoxinei din corpul parasporului si modificarea de catre proteaza.(b) insertia unei molecule de toxina activa de 68kDa in membrana. (c) agregarea si formarea porilor,prezentand o selectie incrucidata a porului.(d)formarea finala a porului hexagonal ceea ce inseamna un influx de apa si cationi si pierderea de ATP rezultand dezechilibrul si liza celulei.

Sase intre unitatile active din toxina sunt integrate in membrana plasmatica pentru a forma porul hexagonal prin lantul mijlociu al celulei. Aceasta duce la pierderea echilibrului osmotic si ATP-ului, si in final la liza celulara.

B. thuringiensis poate fi cresut in bioreactoare. Cand se lizeaza celula sporii si cristalele sunt eliberate in mediu, acesta se centrifugheaza si se transforma in praf sau solutie pentru a se aplica pe plante.

Aplicatii comerciale ale bacteriilor

Produsele din lapte

Produsele din lapte, fermentate, prezinta o crestere de popularitate in randul populatiei datorita calitatilor lor nutritive, stabilitatii si pentru ca sunt alinente sanatoase.

Bacteriile acidolactice sunt principalele microorganisme implicate in producerea branzei , iaurtului, samntanii si untului. In fermentarea unor produse lactate sunt adaugate bacterii cu rol secundar (microflora secundara) care produc dioxid de carbon ce influenteaza gustul produsului si ii schimba textura(10Early). Doua dintre bacteriile acidolactice, Leuconostoc spp. si Lactobacillus lactis, care sunt capabile sa metabolizeze acidul citric, sunt adaugate pentru a produce aroma produsului si CO2 in untul din lapte si in unele branzeturi. Propionibacterium freudenreichii subspecia shermanii este adaugat in Svaiter pentru a metaboliza acidul L-lactic la acid propionic , acid acetic si CO2. CO2 formeaza ochiurile in Svaiter. Microorganismele sunt adaugate in lapte direct sau sunt unse sau spreiate pe suprafata branzetruilor. Acet grup de microorganisme este foarte variat si au numeroase activitati metabolic, functia lor principala e de a produce arome unice.