Introducción a los plásmidos
En las noticias últimamente, se habla mucho sobre las bacterias resistentes a los antibióticos. Esta bacteria está causando importantes problemas de salud en todo el mundo, especialmente en entornos hospitalarios. Pero, ¿cómo se vuelven las bacterias resistentes a los antibióticos?
Definición de un plásmido
Algunas bacterias contienen moléculas de ADN de doble cadena adicionales en forma de plásmidos . Imagina que estás tomando un examen y no sabes todas las respuestas. Afortunadamente, su maestro le permitió hurgar en sus libros de texto durante la prueba para encontrar la respuesta correcta. Debido a su capacidad para acceder a estas referencias cuando las necesite, ¡pudo aprobar la prueba! Esto es similar a cómo funcionan los hosts que contienen plásmidos.
Una forma en que las bacterias pueden volverse resistentes a los antibióticos es cuando los plásmidos brindan información genética adicional a la bacteria según sea necesario. Estos genes complementan el ADN cromosómico regular y el ADN plasmídico se replica independientemente del ADN cromosómico. Son moléculas de ADN de doble hebra individuales que forman un círculo. Los plásmidos no son exclusivos de las bacterias, pero se encuentran en muchas bacterias, arqueas y eucariotas.
El plásmido no contiene el ADN necesario para las funciones básicas o para que las bacterias sobrevivan. Sin embargo, se puede hacer referencia a los genes del plásmido cuando sea necesario. Si una bacteria se encuentra en un entorno estresante, puede buscar en sus plásmidos habilidades de supervivencia adicionales. Al igual que buscaríamos las respuestas a una prueba en nuestros libros de texto, las bacterias tienen acceso desde unos pocos hasta más de mil genes útiles en sus plásmidos.
Transmisión de plásmidos
Los plásmidos pueden replicarse independientemente del ADN cromosómico normal. Sin embargo, no todos los huéspedes contienen plásmidos. Mediante un proceso llamado conjugación , las células pueden transferir la información genética de los plásmidos si se tocan, al igual que enviar mensajes de texto en clase. Como resultado, un huésped que antes no contenía el plásmido ahora tiene una copia exacta del plásmido en su propia célula.
Plásmidos de resistencia
Un tipo de plásmido muy importante se llama R o plásmido de resistencia , que codifica genes de resistencia . Los genes de resistencia son genes R que otorgan a las bacterias rasgos de supervivencia adicionales. Los genes R pueden portar resistencia a los antibióticos, como la estreptomicina y la tetraciclina. No es raro que las bacterias contengan plásmidos que les permitan sobrevivir en ambientes que contienen metales pesados, como mercurio y arsénico.
Los huéspedes celulares pueden transferir estos plásmidos entre sí mediante la conjugación del factor de transferencia de resistencia (RTF) . Los RTF son los genes que cumplen la función de permitir que el plásmido se replique y se conjugue. Los huéspedes bacterianos que contienen plásmidos R se encuentran comúnmente donde se usan con frecuencia antibióticos, como hospitales y granjas de animales. En estas situaciones, la exposición a antibióticos puede matar el subgrupo de bacterias sin los plásmidos R, pero aún así seleccionar bacterias que contienen el ADN del plásmido R porque podrían sobrevivir. Las bacterias resistentes que sobreviven transmitirán los plásmidos R a nuevas bacterias, promoviendo la resistencia a los antimicrobianos a través de una nueva población bacteriana.
Características del plásmido
A veces es el ADN plasmídico de las bacterias, en lugar de su ADN cromosómico, lo que asociamos con rasgos comunes. Por ejemplo, E. Coli causa graves dolencias estomacales a una persona cuando contiene un plásmido que codifica genes que producen una toxina y la adhieren al intestino. Así que piénselo de esta manera: E. Coli sin este plásmido es inofensivo para usted.
Otras bacterias que contienen plásmidos dañinos son Clostridium tetani , que secretan una neurotoxina que causa el tétanos . Y Bacillus anthracis debería ser familiar para aquellos que recuerdan titulares sobre letras peligrosas y polvo blanco en 2001: causa la enfermedad conocida como ántrax.
Plásmidos en ingeniería genética
Entre los plásmidos, hay algunos con capacidades únicas que se utilizan en ingeniería genética. Por ejemplo, la bacteria Agrobacterium tumefaciens puede transferir sus genes de plásmidos a células vegetales en un proceso similar a la conjugación. Las células vegetales incorporan el plásmido en su ADN cromosómico. La planta huésped desarrolla tumores como resultado de esta infección, pero puede sintetizar un compuesto novedoso llamado opina, que ninguno de los padres del huésped podría producir. Los experimentos de ingeniería genética pueden utilizar el plásmido de Agrobacterium tumefaciens para introducir nuevos genes en plantas hospedantes.
Resumen de la lección
Las bacterias a menudo contienen ADN circular de doble hebra llamado plásmidos , sin embargo, los plásmidos se pueden encontrar en todos los dominios de la vida, incluidas las bacterias, arqueas y eucarias. Se auto-replican y contienen genes diferentes al ADN cromosómico normal. Así como podríamos hacer referencia a un libro de texto para obtener respuestas a una prueba, los plásmidos no son relevantes para la supervivencia del huésped en circunstancias normales, pero aún se pueden usar cuando se necesitan. R, o plásmidos de resistencia , confieren resistencia a las bacterias. La resistencia se promueve mediante la replicación y transferencia de plásmidos a un nuevo huésped, llamado conjugación . Los plásmidos se transfieren a través del factor de transferencia de resistencia.(RTF), que son los genes que cumplen la función de permitir que el plásmido se replique y se conjugue. Los plásmidos son incluso útiles en los proyectos de ingeniería genética de hoy en día para introducir genes nuevos en los huéspedes, como Agrobacterium tumefaciens , que transfiere su ADN plasmídico a las plantas.