Esporulación

Esporulación es el término que se usa para describir o definir al tipo de reproducción asexual de los hongos, helechos y algas. Inicia cuando una célula se separa del alga, por ejemplo, y se fragmenta quedando envuelto cada trozo en una membrana que se compone de restos citoplasmáticos.

Cada uno de los fragmentos se convierte en esporas, las cuales efectúan una presión en las paredes de la célula, haciendo que éstas se rompan y que, por ende, las esporas se liberen. Bajo condiciones ambientales adecuadas, estas esporas tienen la capacidad de formar un organismo nuevo.

Es muy común que tanto el hongo del pan neurospora crassa, como la bacteria Gram positiva Bacillus subtilis se empleen frecuentemente en los laboratorios como organismos modelos, para llevar a cabo estudios profundos sobre la esporulación, que puede verse afectada por la poca disponibilidad de luz o de nutrientes.

Esporulación en hongos

El proceso de esporulación en los hongos conlleva una serie de etapas. En primer lugar, mediante la mitosis se duplica el material genético, es decir, el ADN, de manera equitativa. Seguidamente, empieza a formarse el septo o pared de la espora, que divide de forma completa o incompleta una estructura o cavidad en otras más pequeñas.

Luego, la membrana plasmática empieza a rodear el ADN, el citoplasma y la membrana aislada que es rodeada por el septo, dando espacio a la forespora. A continuación, se forma una capa de petidoglicano entre las membranas, y surge como un cuerpo refractario rico en Diplicolinato de Calcio.

Tras todo este proceso, llega el momento en el cual la espora se cubre de una cubierta de resistencia y se libera la endospora de la célula, por medio de lisis celular.

Ciertos cambios físicos y químicos ocurren durante la esporulación, los cuales, según las investigaciones, provocan transformaciones morfológicas en la espora.

En principio se fragmenta el núcleo de la célula madre, y se forman membranas plasmáticas nuevas, así como otras estructuras alrededor de cada porción nuclear.

¿Un fenómeno complicado no te parece?

Esporulación en bacterias

La esporulación en las bacterias, aunque tiene algunas similitudes, no es completamente igual a la de los hongos.

Todo parte con la duplicación del ADN, a partir de la cual comienza a formarse el septo de la espora, que va aislando el material genético recientemente duplicado, junto a una porción pequeña de citoplasma.

Seguidamente, la membrana plasmática inicia el proceso para rodear el ADN, la membrana aislada y el citoplasma. Entonces, el septo de la espora cubre la porción aislada, dando paso al desarrollo de la forespora. Algo parecido a lo que pasa con los hongos.

Para cerrar el ciclo, se forma una capa de péptido glicano, la espora se tapa con una cubierta de resistencia, y luego se libera la endospora al medio.

Esporulación en plantas

En el caso de las plantas, algunas de ellas tienen la capacidad de reproducirse bajo la esporulación, teniendo incluso ciertas partes encargadas del proceso de formación de las esporas. Estas son las regiones que se conocen como esporangios, y que están situadas en el envés de la hoja. Los esporangios tienen la función de producir las esporas.

Estas plantas varían el mecanismo de reproducción, es decir, que los hijos pueden ser creados tanto por reproducción asexual, como por reproducción sexual.

Genes

Durante la esporulación participan 113 genes. Estos se clasifican según la fase de esporulación (O, I, II, etc), y se diferencian por una letra.

Dentro de los factores que regulan la expresión de los genes se encuentran los llamados factores sigma, que marcan el comienzo de la transcripción en procariontes, y permiten que se produzca una unión específica de la ARN polimerasa, al promotor de un gen.

Un sensor ubicado al nivel de la membrana o al nivel citoplasmático, puede detectar el estímulo. El sensor lo envía hacia una proteína citoplásmica, generando un cambio que comienza con una cascada de señales. Estas, a su vez, provocan la interacción con determinadas secuencias de ADN, dando lugar a la respuesta correspondiente a la señal ambiental.

Proteínas

Las proteínas involucradas durante la esporulación son las siguientes:

• FtsZ: esta se encarga de polimerizar y formar un anillo en el centro de la célula, durante el proceso de la división celular. Por otra parte, durante la fase II, las células originan dos anillos en los polos, para que se forme el septo asimétrico.
• SpoOJ: es aquél que reconoce el origen de la replicación OriC en la célula vegetativa, que durante la esporulación se unifica a los polos de la célicula.
• remodeling and Anchorinin of Chromosome A: juega un papel importante en la creación del filamento en medio de la esporulación.
• DivIVA: es la proteína de anclaje en los poros de la baxteria, que unifica ya sea directa o indirectamente al RacA y al SpoOJ.
• SpoIIIE: es la encargada de trasladar la réplica del ADN en la forespora para la formación del septo.