Transformación bacteriana: definición, pasos y análisis

Publicado el 17 agosto, 2021

Transformación bacteriana

En el mundo bacteriano, la clonación suele ser la regla. Una célula bacteriana se divide para dar lugar a dos nuevas células llamadas células hijas. Estas células son copias exactas o clones de la célula madre. Esto también se denomina transferencia de genes vertical porque los genes se transmiten de una célula a otra. Pero, las bacterias tienen algunos trucos bajo la manga para agregar un poco de variedad a su acervo genético.

La transferencia horizontal de genes es la transferencia o adquisición de genes de otras células (no madres), de virus o del medio ambiente. La transformación es un tipo específico de transferencia genética horizontal en la que las células bacterianas absorben el ADN libre que se encuentra en el medio ambiente. No todas las células bacterianas pueden transformarse, las que sí pueden se denominan células competentes . Incluso las células competentes normalmente no se transforman todo el tiempo; se enciende y apaga según el crecimiento y las condiciones ambientales. La transformación se utiliza en la naturaleza y en el laboratorio como herramienta para la ingeniería genética de bacterias.

Transformación en la naturaleza

Cuando las células bacterianas mueren naturalmente, sus células se rompen y el material celular, incluidas las partes del cromosoma, se derrama en el medio ambiente. Si hay otra célula bacteriana en las cercanías que sea competente para la transformación, puede tomar ese ADN libre e incorporarlo a su genoma o degradarlo.

Recoger ese nuevo ADN del medio ambiente puede dar a una célula bacteriana una nueva capacidad o característica que podría hacerla adaptada mejor a su medio ambiente. Los científicos no están realmente seguros de la frecuencia con la que esto sucede en la naturaleza; parece ser raro, pero hay evidencia de que sucede.

Transformación en el laboratorio

A los científicos les gusta usar la naturaleza como inspiración. En este caso, los científicos se dieron cuenta de que podían usar la transformación para agregar genes a las bacterias para la ingeniería genética. Supongamos que existe una proteína especial que se puede utilizar con fines industriales o médicos, pero es necesario producir grandes cantidades. Los científicos pueden transformar el gen de la proteína en una célula bacteriana, comúnmente E. coli , y las células bacterianas pueden producir la proteína en masa. Pero recuerde, no muchas bacterias pueden transformarse de forma natural. Así que los científicos idearon varios trucos para persuadirlos. Aquí veremos un método.

Estos son los pasos comunes en la transformación artificial:

  1. Las células y el ADN se agregan a un tubo.
  2. Se agrega sal para ayudar al ADN a acercarse a la célula bacteriana.
  3. Las células se enfrían primero y luego se calientan rápidamente para que la membrana celular se afloje lo suficiente como para que pase el ADN.
  4. Después de eso, se reduce la temperatura, se elimina la sal, se agregan algunos nutrientes y las células se recuperan.

Los primeros pasos son como la anestesia y la cirugía para introducir el ADN, y el último paso es como la sala de recuperación. Aún así, incluso con estos trucos de laboratorio, solo unas pocas células se aflojarán lo suficiente como para permitir que el ADN entre. Entonces, en un tubo de millones de células, necesitamos averiguar qué células hicieron la transformación y cuáles no.

Encontrar células transformadas

Por lo general, cuando los científicos hacen la transformación, colocan el nuevo gen en un plásmido. Un plásmido es solo un pequeño círculo de ADN que puede transportar genes para ingeniería genética y genes útiles para encontrar células transformadas. Los plásmidos suelen tener un gen que resiste cierto antibiótico. Sigamos lo que sucede después de una transformación típica de E. coli en el laboratorio:

  1. Primero, cultive algunas células para transformarlas. Estas células tienen sus genes normales que les permiten crecer y dividirse.
  2. A continuación, agrega su plásmido que lleva su gen de interés más un gen de resistencia a un antibiótico. Realiza los tratamientos químicos y de temperatura necesarios para transformar el plásmido en células. Solo unas pocas células se vuelven competentes y obtienen el plásmido, pero ¿cuáles? Solo unas pocas células se volverán competentes y absorberán el plásmido. Cuando se agregan antibióticos, solo sobreviven las células que se sometieron a la transformación.
  3. Solo desea conservar las células que recibieron el plásmido. Al transferir sus células a una placa de cultivo, agrega un antibiótico, que matará solo las células que no recibieron el plásmido. La mayoría de las células morirán y las pocas células transformadas permanecerán para crecer y dividirse hasta que formen un pequeño montículo visible de células llamado colonia.

Resumen de la lección

La transformación es el proceso por el cual las células bacterianas toman el ADN libre que se encuentra en su entorno. La transformación ocurre en la naturaleza, pero también se explota en laboratorios de investigación para manipular bacterias genéticamente. Hay transferencia genética vertical y transferencia genética horizontal .

Las bacterias que pueden realizar la transformación se denominan células competentes . La mayoría de las bacterias no son competentes de forma natural, pero mediante tratamientos químicos y de temperatura, los científicos pueden hacer que las células sean competentes y transformar los plásmidos de ADN en ellas. Incluso entonces, la mayoría de las bacterias no se transformarán. Por esta razón, generalmente se incluye un gen de resistencia a los antibióticos, de modo que cuando los científicos tratan las células con un antibiótico, este matará las células no transformadas mientras permite que las células transformadas sobrevivan.

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