Aislamiento y caracterización de mutaciones del gen HOM3 que alteran la regulación de la síntesis de treonina y metionina en "Saccharomyces cerevisiae"

Resumen

a biotecnología, definida en sentido amplio como la obtención de productos a partir de materias primas con la ayuda de seres vivos, constituye una de las actividades más antiguas del hombre, que la ha aplicado eficientemente a la transformación y obtención de ... alimentos. Más formalmente, la biotecnología podría definirse como “la aplicación de principios científicos y de ingeniería al procesamiento de materias utilizando agentes biológicos, con el fin de producir bienes y servicios”. En este contexto, la actividad biotecnológica está indisolublemente asociada a la utilización de microorganismos. La utilidad de los mismos radica, principalmente, en su extraordinaria versatilidad metabólica, fruto de su adaptación a los ecosistemas más diversos, que a menudo incluyen condiciones físico-químicas extremas para el resto de los seres vivos. Esta multiplicidad biológica permite el empleo de los microorganismos en la producción de toda clase de compuestos de interés comercial a partir de una inmensa variedad de materias primas, así como la transformación o degradación de compuestos contaminantes.En general, los microorganismos incorporan del medio los nutrientes necesarios para obtener energía y sintetizar metabolitos primarios, tales como aminoácidos, vitaminas y nucleótidos, entre otros, y con ellos producen todos los componentes biológicos, como las proteínas, los ácidos nucleicos y las estructuras celulares. En los microorganismos, las rutas metabólicas están reguladas según un principio de economía por el que se trata de evitar que los metabolitos primarios se produzcan en una cantidad que exceda a aquella necesaria para el crecimiento celular. Los sistemas de control más importantes con los que cuenta la célula microbiana son los denominados de retroalimentación negativa; éstos son mecanismos que permuten regular el flujo metabólico, en pasos catalíticos concretos, modulando la expresión de la actividad de la enzima correspondiente, por medio de la acción específica del producto final de la ruta biosintética. La expresión de la actividad enzimática puede regularse, principalmente, a través de la inhibición de la actividad catalítica y por medio del control de la síntesis de la propia enzima. La producción fermentativa a escala industrial exige, en numerosos casos, modificar el metabolismo microbiano de forma que el rendimiento sea máximo. Para conseguir aumentar la producción de un metabolito de interés es necesaria la identificación de los puntos principales de control cinético de la ruta biosintética correspondiente, y el diseño de estrategias para su modificación o eliminación. En este contexto resulta fundamental la aplicación de los principios de la teoría de control de flujos metabólicos. En líneas generales, se buscará eliminar o modificar la regulación de la síntesis del producto de interés, destruyendo los sistemas de retroalimentación negativa. El flujo metabólico en los pasos limitantes de la ruta puede incrementarse amplificando los genes de las enzimas correspondientes, o bien la expresión de aquellos, y en las rutas ramificadas, que compiten por un precursor común, se intentará redirigir el flujo hacia la rama específica del producto buscado, bloqueando las demás. Al mismo tiempo, se intentará cortar las posibles rutas de degradación del compuesto, y se tratará de mejorar la capacidad celular de asimilación de nutrientes del medio de cultivo, todo ello encaminado a optimizar el proceso de producción.La compresión de la mecánica regulatoria, y la posterior modificación de la misma mediante el empleo de técnicas de ingeniería genética (entre otras) cobran, por tanto, una importancia fundamental en el desarrollo de la industria biotecnológica.