DNA plasmidico
Dibujo esquemático de un plásmido en una bacteria: en rojo, el ADN del cromosoma; cromosoma; en azul, los plásmidos. Los plásmidos, vectores o también llamados plasmidios, son moléculas de ADN extra extracro cromo mosóm sómico ico circul circular ar o linea lineall que se replica replican n y trans transcri criben ben independie independientes ntes del ADN cromosó cromosómico mico.. Están Están presente presentes s normalme normalmente nte en bacter bacterias ias,, y en alguna algunas s ocas ocasion iones es en organ organism ismos os eucar eucariot iotas as como como las levadura levaduras, s, aparecen aparecen en el citoplasm citoplasma a de las bacterias. bacterias. Su tamaño tamaño varía varía desde 1 a 250 pb. El número de plásmidos puede variar, dependiendo de su tipo, desde una sola copia hasta algunos cientos por célula. Determinan ciertos rasgos, que no son vitales, pero que de alguna manera determinan la capacidad del organismo para adaptarse. Estas moléculas de ADN portan solamente unos pocos genes que en cierto modo están ligados al cromosoma bacteriano, de forma que se replican en números fijos, junto con los cromosomas. Las moléculas de ADN plasmìdico, adoptan una conformación tipo doble hélice al igual que el ADN de los cromosomas, aunque, por definición, se encuentran fuera de los mismos. Se han encontrado plásmidos en casi todas las bacterias. A diferencia del ADN cromosomal, los plásmidos no tienen proteínas asociadas. Poseen información información genética importante importante para las bacterias. bacterias. Por ejemplo, los genes genes que codifi codifica can n para para las proteí proteínas nas que las hacen hacen resist resistent entes es a los antibióticos están, frecuentemente, en los plásmidos. Hay algunos plásmidos integrativos, es decir, que tienen la capacidad de insertarse en el cromosoma bacteriano. Estos rompen momentáneamente el cromo cromoso soma ma y se sitúan sitúan en su inter interior ior,, con con lo cual, cual, autom automát ática icame mente nte la maquinaria celular también reproduce el plásmido. Cuando ese plásmido se ha insertado se les da el nombre de episoma. Los Los plás plásmi mido dos s se util utiliza izan n en inge ingeni nier ería ía gené genéti tica ca por por su capa capaci cida dad d de repro reproduc ducirs irse e de maner manera a indepe independi ndient ente e del ADN ADN crom cromoso osomal mal como como así así tambié también n por que es relat relativa ivamen mente te fácil fácil manipu manipular larlos los e insert insertar ar nuevas nuevas secuencias genéticas. Los plásmidos usados en Ingeniería Genética suelen contener uno o dos genes que les confieren resistencia a antibióticos y permiten seleccionar clones recombinantes, los basados en fluorescencia o en prot proteí eína nas s que que dest destru ruye yen n las las célul células as sin sin uso uso de anti antibi biót ótic icos os.. Los Los plásmidos a menudo contienen genes o paquetes de genes que le confieren una ventaja selectiva lo cual les da la habilidad de hacer a la bacteria, resistente a los antibióticos.
Cada plásmido contiene al menos una secuencia de ADN que sirve como un origen de replicación u ORI (un punto inicial para la replicación del ADN), lo cual cual habi habilit lita a al ADN ADN para para ser ser dupl duplic icad ado o inde indepe pend ndie ient ntem emen ente te del del ADN ADN cromosomal. Los plásmidos de la mayoría de las bacterias son circulares, pero pero tamb tambié ién n se cono conoce cen n algu alguno nos s linea lineale les, s, los los cual cuales es reen reensa samb mbla lan n superficialmente superficialmente los cromosomas cromosomas de la mayoría de eucariotes. eucariotes. Tipos Una forma de agrupar plásmidos es por su habilidad de transferirse a otra bacteria. Los plásmidos plásmidos conjugati conjugativos vos contie contienen nen “tra-g “tra-gene enes”, s”, los cuales cuales ejecutan complejos procesos de conjugación, como la transferencia sexual de plásmidos a otra bacteria. Los plásmidos plásmidos no-conju no-conjugativ gativos os,, son son inca incapa pace ces s de inic inicia iarr una una conjugación, de allí que ellos pueden transferirse únicamente con la asistencia de los plásmidos conjugativos y lo hacen “por accidente”. Una clase clase interm intermedi edia a de plásmidos son son los los “movilizables” los cua cuales les llev lleva an solo solo un subti ubtipo po de gen genes reque equerrido idos par para la transf transfere erenci ncia. a. Ellos Ellos pueden pueden “para “parasit sitar ar” ” un plásmi plásmido do conju conjugat gativo ivo,, transfiriéndose transfiriéndose a una alta frecuencia solo en su presencia. •
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Otra forma de clasificar plásmidos es por función. Hay 5 clases principales: Plásmidos de fertilidad: fertilidad: los cuales contienen tra-genes, ellos son capaces de conjugarse. Plásmidos de resistencia: resistencia : los cuales contienen genes que pueden constituir resistencia contra antibióticos o venenos. Históricamente conocidos como Factores R, antes de que se entendiera la naturaleza de los plásmidos. Col-plásmidos: Col-plásmidos: los cuales contienen genes que codifican (determinan la producción de) colinas y proteínas que pueden matar a otra bacteria. Plásmidos Plásmidos degradativ degradativos os:: los los cual cuales es habi habili lita tan n la dige digest stió ión n de sustancias inusuales como tolueno o ácido salicílico. Plásmidos Plásmidos virulent virulentos os:: los los cual cuales es conv convie iert rten en la bact bacter eria ia en un patógeno. •
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Conformaciones El ADN plásmi plásmido do puede puede aparec aparecer er en uno de cinco cinco confo conform rmac acion iones es,, las cuales (para un tamaño dado) corren a diferentes velocidades en un gel durante electroforesis. Las conformaciones se muestran abajo en orden de movilidad electroforética (velocidad para un voltaje dado), del más lento al más rápido: • •
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Mellado abierto circular: circular : el ADN tiene un u n solo corte filamentario. Lineal: ADN tiene terminales libres, ya sea porque los filamentos fueron cortados o porque el ADN era linear in vivo. Usted puede modelar este como un cordón que no se ha conectado así mismo. circular relajado: relajado: ADN que interactúa completamente con ambos filamentos sin cortar, pero que ha sido enzimáticamente “relajado”. Uste Usted d pued puede e mode modela larr este este deja dejand ndo o un cord cordón ón rela relaja jado do y lueg luego o conectándolo a sí mismo. superespiral desnaturalizado: desnaturalizado : ADN como el ADN superespiral o superenrollado (ver más abajo), pero que tiene regiones sin unir que lo hacen ligeramente menos compacto; esto resulta de una excesiva alcalinidad durante la preparación del pl ásmido.
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ADN superespiral: superespiral: Es un ADN totalmente intacto con los filamentos sin sin cort cortar ar,, y con con form forma a de remo remolin lino, o, resu result ltan ando do en una una form forma a compacta.
En el caso caso de una una infe infecc cció ión n viral iral,, el uso uso inde indebi bido do o inne innece cesa sari rio o de anti antibi biót ótic icos os mata matará rá a la pobl poblac ació ión n bact bacter eria iana na norm normal al,, qued quedan ando do (o seleccionando) seleccionando) las que tengan el factor R; éstas pueden reproducirse aún en pres presen enci cia a del del antib ntibió ióti tico co.. La próx próxim ima a vez vez que que teng tenga a una una inf infecci ección ón bacteria bacteriana, na, las bacteria bacterias s con factores factores R estarán estarán listas listas para transferir transferir su fact factor or a la nuev nueva a bact bacter eria ia inva invaso sora ras, s, que que se hará harán n resi resist sten ente tes s a los los antibióticos.