Guía docente de Mecanismos Moleculares de Transducción de Señales a Través de la Membrana en Bacterias (M38/56/1/11)

1. La transducción de señales. Hitos más significativos en la Historia del tema. Necesidad de las bacterias de detectar cambios ambientales y adaptarse a ellos, y de comunicarse entre sí.
2. Los sistemas reguladores de dos componentes. Características generales de las histidina quinasas y de los reguladores de respuesta. Funcionamiento del sistema.
3. Ejemplos de sistemas reguladores de dos componentes: Funcionamiento de las quimiotaxias en bacterias entéricas. Osmorregulación. Asimilación de nitrógeno y fosfato.
4. Proteínas quinasas de tipo eucariótico. Características generales y procesos en los que funcionan.
5. Comunicación intercelular. Comunicación intercelular durante el ciclo de desarrollo de Myxococcus xanthus.
6. Mecanismo sensor de quorum en bacterias Gram-negativas mediado por lactonas de homoserina. Bioluminiscencia en Vibrio y otros procesos.
7. Mecanismo sensor de quórum en bacterias Gram positivas: competencia en Bacillus.
8. Comunicación intercelular para la conjugación en Enterococcus faecalis.
9. Comunicación intercelular entre la preespora y la célula madre en Bacillus subtilis.
10. Comunicación intercelular durante el ciclo de desarrollo en estreptomicetos.
11. Comunicación intercelular en cianobacterias para la formación de heteroquistes.
12. Los factores sigma de tipo ECF.
13. El diguanilato cíclico y otros nucleótidos cíclicos como segundos mensajeros.

El alumno sabrá/comprenderá:

1. Que las bacterias son capaces de detectar multitud de cambios medioambientales y responder rápidamente a ellos para adaptarse.
2. Que esos cambios medioambientales pueden ser producidos o provocados por otros seres vivos. En otras palabras, que los alumnos comprendan que las bacterias se comunican tanto entre sí como con otros seres vivos.
3. Diferenciar entre aquellos estímulos que penetran directamente en el citoplasma de los que funcionan desde el exterior. En este caso la señal tiene que ser transmitida a través de la membrana, y al mecanismo se le conoce con el nombre de transducción de señales.
4. A nivel molecular, el funcionamiento de los mecanismos de transducción de señales utilizados por las bacterias.
5. Ilustrar con ejemplos concretos los mecanismos estudiados anteriormente, para que los alumnos conozcan la diversidad, las normas y las excepciones de los diferentes mecanismos.

El alumno será capaz de:

1. Realizar búsquedas bibliográficas relacionadas con los contenidos del curso.
2. Desarrollar y profundizar en ciertos aspectos de la transducción de señales utilizando como base los conocimientos adquiridos en las clases presenciales.
3. Defender el trabajo desarrollado.

• Tema 1. La transducción de señales. Hitos más significativos en la Historia del tema. Necesidad de las bacterias de detectar cambios ambientales y adaptarse a ellos, y de comunicarse entre sí.
• Tema 2. Los sistemas de un componente. Ejemplos.
• Tema 3. Los sistemas de dos componentes. Características generales de las histidinas quinasas y de los reguladores de respuesta. Funcionamiento del sistema. Ejemplos.
• Tema 4. Los factores sigma de tipo ECF. Ejemplos.
• Tema 5. Proteínas quinasa/fosfatasa de tipo eucariótico. Ejemplos.
• Tema 6. El diguanilato cíclico y otros nucleótidos cíclicos como segundos mensajeros.
• Tema 7. Comunicación intercelular durante el ciclo de desarrollo de Myxococcus xanthus.
• Tema 8. Mecanismo sensor de quorum en bacterias Gram negativas y Gram positivas.
• Tema 9. Otros ejemplos de comunicación intercelular.
• Tema 10. Mecanismos globales de adaptación celular a cambios medioambientales.
• Tema 11. Transducción de señales, virulencia y sistema inmune.
• Tema 12. Utilización de bases de datos relacionadas con la transducción de señales.

No procede.

• Antunes LC, Ferreira RB, Buckner MM, Finlay BB. (2010) Quorum sensing in bacterial virulence. Microbiology. 156:2271-2282.
• Bange G., Brodersen DE, Liuzzi A, Steinchen W (2021) Two P or Not Two P: understanding regulation by the bacterial second messengers (p)ppGpp. Annu Rev Microbiol. 75:383-406.
• Beier D, Gross R. (2006) Regulation of bacterial virulence by two-component systems. Curr Opin Microbiol. 9:143-152.
• Bellinzoni M, Wehenkel AM, Durán R, Alzari PM (2019) Novel mechanistic insights into physiological signaling pathways mediated by mycobacterial Ser/Thr protein kinases. Genes Immun. 20:383-393.
• Biswas S, Chouhan OP, Bandekar D (2020) Diguanylate cyclases in Vibrio cholerae: essential regulators of lifestyle switching. Front Cell Infect Microbiol. 10:582947 
• Bridges, AA, Prentice JA, Wingreen NS, Bassler BL (2022) Signal transduction network principles underlying bacterial collective behaviors. Annu Rev Microbiol. 10.1146/annurev-micro-042922-122020.
• Buschiazzo, A,Trajtenberg, F (2019) Two-component sensing and regulation: how do histidine kinases talk with response regulators at the molecular level? Annu Rev Microbiol. 73:507-528.
• Casas-Pastor D; Müller RR; Jaenicke S; Brinkrolf K; Becker A; Buttner MJ; Gross CA; Mascher T; Goesmann A; Fritz G. (2021) Expansion and re-classification of the extracytoplasmic function (ECF) σ factor family. Nucleic Acids Res, 49, 986–1005.
• Cheung J, Hendrickson WA. (2010) Sensor domains of two-component regulatory systems. Curr Opin Microbiol. 13:116-123.
• Chevalier S, Bouffartigues E, Bazire A, Tahrioui A, Duchesne R, Tortuel D, Maillot O, Clamens T, Orange N, Feuilloley M, Lesouhaitier O, Dufour A, Cornelis P (2019) Extracytoplasmic function sigma factors in Pseudomonas aeruginosa. Biochim Biophys Acta. Gene regulatory mechanisms. 1862:706-721.
• Commichau FM, Heidemann JL, Ficner R, Stülke J (2018) Making and breaking of an essential poison: the cyclases and phosphodiesterases that produce and degrade the essential second messenger cyclic di-AMP in bacteria. J Bacteriol. 201:e00462-18.
• Cuthbertson L, Nodwell JR (2013) The TetR family of regulators. Microbiol Mol Biol Rev 77: 440-475.
• Devaux, L., Kaminski, P. A., Trieu-Cuot, P., Firon, A. (2018). Cyclic di-AMP in host-pathogen interactions. Curr Opin Microbiol. 41:21-28.
• Dickschat JS. (2010) Quorum sensing and bacterial biofilms. Nat Prod Rep. 27:343-369.
• Francis VI, Porter SL (2019) Multikinase networks: two-component signaling networks integrating multiple stimuli. Annu Rev Microbiol 73: 199-213.
• Galperin MY. (2010) Diversity of structure and function of response regulator output domains. Curr Opin Microbiol. 13:150-159.
• Gao R, Bouillet S, Stock AM. (2019) Structural basis of response regulator function. Annu Rev Microbiol 73:175-197.
• Gomelsky M. (2011) cAMP, c-di-GMP, c-di-AMP and now cGMP: bacteria use them all! Mol Microbiol. 79:562-565.
• Hengge R, Gründling A, Jenal U, Ryan R, Yildiz F (2016). Bacterial signal transduction by cyclic di-GMP and other nucleotide second messengers. J Bacteriol. 198:15-26.
• Irving SE, Choudhury NR, Corrigan RM (2021) The stringent response and physiological roles of (pp)pGpp in bacteria. Nat Rev Microbiol, 19:256-271.
• Jacob-Dubuisson F, Mechaly A, Betton JM, Antoine R (2018) Structural insights into the signalling mechanisms of two- component systems. Nature Microbiol 16: 585-593.
• Johnson BK, Abramovitch RB (2017) Small molecules that sabotage bacterial virulence. Trends Pharmacol Sci 38: 339-362.
• Konovalova A, Petters T, Søgaard-Andersen L. (2010) Extracellular biology of Myxococcus xanthus. FEMS Microbiol Rev. 34:89-106. 
• Krell T, Lacal J, Busch A, Silva-Jiménez H, Guazzaroni ME, Ramos JL. (2010) Bacterial sensor kinases: diversity in the recognition of environmental signals. Annu Rev Microbiol. 64:539-559.
• Kroos L (2017) Highly signal-responsive gene regulatory network governing Myxococcus development. Trends Genet. 33:315.
• López D, Vlamakis H, Kolter R. (2010) Biofilms. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2:a000398.
• Marcos-Torres FJ, Moraleda-Muñoz A, Contreras-Moreno FJ, Muñoz-Dorado J, Pérez J (2022) Mechanisms of action of non-canonical ECF sigma factors. Int J Mol Sci. 23:3601.
• Moraleda-Muñoz A, Marcos-Torres FJ, Pérez J, Muñoz-Dorado J. (2019) Metal-responsive RNA polymerase extracytoplasmic function (ECF) sigma factors. Mol Microbiol. 111:385-398.
• Muñoz-Dorado J, Marcos-Torres FJ, García-Bravo E, Moraleda-Muñoz A, Pérez J. (2016) Myxobacteria: Moving, killing, feeding, and surviving together. Front Microbiol. 7:781.
• Muñoz-Dorado J, Moraleda-Muñoz A, Marcos-Torres FJ, Contreras-Moreno FJ, Martin-Cuadrado AB, Schrader JM, Higgs PI, Pérez J. (2019) Transcriptome dynamics of the Myxococcus xanthus multicellular developmental program. eLife:e50374
• Nagarajan SN, Lenoir C, Grangeasse C (2022) Recent advances in bacterial signaling by serine/threonine protein kinases. Trends Microbiol. 30:553-566.
• Pérez J, Castañeda-García A, Jenke-Kodama H, Müller R, Muñoz-Dorado J. (2008) Eukaryotic-like protein kinases in the prokaryotes and the myxobacterial kinome. Proc Natl Acad Sci U S A. 105:15950-15955.
• Pérez J, Muñoz-Dorado J, Moraleda-Muñoz A. (2018) The complex global response to copper in the multicellular bacterium Myxococcus xanthus. Metallomics. 10:876-886.
• Striednig B, Hilbi H (2022) Bacterial quorum sensing and phenotypic heterogeneity: how the collective shapes the individual. Trends Microbiol. 30:379-389.
• Stülke J, Krüger L (2020) Cyclic di-AMP signaling in bacteria. Annu Rev Microbiol. 74:159-179.
• Sun G, Yang M, Jiang L, Huang M (2021). Regulation of pro-σK activation: a key checkpoint in Bacillus subtilis sporulation. Environ Microbiol 23:2366-2373.
• Yoon SH, Waters CM. (2021) The ever-expanding world of bacterial cyclic oligonucleotide second messengers. Curr Opin Microbio. 60:96-103.

El artículo 17 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que la convocatoria ordinaria estará basada preferentemente en la evaluación continua del estudiante.

El artículo 19 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una convocatoria extraordinaria. A ella podrán concurrir todos los estudiantes, con independencia de haber seguido o no un proceso de evaluación continua. De esta forma, el estudiante que no haya realizado la evaluación continua tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la calificación mediante la realización de una prueba y/o trabajo.

• Desarrollo y defensa de un trabajo en donde se profundice en algunos de los temas tratados en el curso: 100% de la nota final.

El artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que podrán acogerse a la evaluación única final, el estudiante que no pueda cumplir con el método de evaluación continua por causas justificadas.

Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura o en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad al inicio de las clases o por causa sobrevenidas. Lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, a la Coordinación del Máster, quien dará traslado al profesorado correspondiente, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

La evaluación en tal caso consistirá en:

• Desarrollo y defensa de un trabajo en donde se profundice en algunos de los temas tratados en el curso: 100% de la nota final.