Plásmidos: Transferencia de ADN plásmido y sus propiedades
Lea estos artículos para obtener información sobre la transferencia de ADN plásmido y sus propiedades.
Los plásmidos son moléculas de ADN circular extra cromosómicas que se encuentran en la mayoría de las especies bacterianas y en algunas especies de eucariotas. En condiciones normales, un plásmido particular es prescindible a su célula huésped. Muchos plásmidos contienen genes de plásmidos que pueden ser esenciales en ciertos entornos, por ejemplo, el plásmido 'R' contiene genes que proporcionan resistencia a numerosos antibióticos, de modo que la célula que contiene este plásmido puede resistir la acción de los antibióticos.
Con una sola excepción (plásmido asesino de levadura, una molécula de ARN), todos los plásmidos conocidos son ADN circular superenrollado. El peso molecular oscila entre 10 6 - 10 8 . El número de copias de un plásmido / célula varía de 1-2 a 10—60.
El ADN plasmídico se puede aislar de bacterias mediante el cultivo de plásmidos que contienen bacterias. Se le agrega detergente para obtener bacterias lisadas. El lisado se centrifuga. El ADN plasmídico más pequeño permanece en el sobrenadante. CsCI y bromuro de etidio se agregan al sobrenadante. CsCI forma un gradiente de densidad. El ADN superenrollado con alta densidad puede identificarse con bromuro de etidio y eliminarse fácilmente.
Transferencia de ADN plasmídico:
La bacteria E. coli posee 2 tipos de apareamiento, es decir, donantes o machos y receptores o hembras. El factor determinante de la masculinidad es el plásmido o donante 'F' o sexual, una célula masculina se designa como F + . La hembra carece de plásmido 'F' y se designa como F - . Cuando se mezcla la cultura de hombre y mujer, la conjugación tiene lugar entre pares hombre-mujer. Se forma el puente de conjugación (fig. 42.1). El emparejamiento induce la réplica de círculo rodante en bucle de 'F'. Una copia de 'F' se transfiere a la mujer por minuto.
La hembra se convierte en un macho que se aparea a menudo, la célula receptora contiene el plásmido 'F'. Durante la transferencia, tanto las células donadoras como las receptoras muestran síntesis de ADN. En el donante, la síntesis reemplaza a una sola hebra a transferir, la síntesis en el receptor convierte la hebra única transferida en ADN de doble hebra.
El plásmido 'F' tiene la capacidad de integrarse en el cromosoma bacteriano. 'F' se fusiona con el cromosoma aumentando su tamaño. La célula ahora se llama célula Hfr (recombinación de alta frecuencia). Cuando un cultivo de Hfr se mezcla con F - cultivo, se produce la conjugación. La replicación comienza en la celda Hfr y la replicación se transfiere a la celda F. La dirección de la replicación es tal que una pequeña parte de 'F' se transfiere primero y la mayor parte se transfiere más tarde. La hembra recibe un fragmento pequeño y grande del cromosoma masculino (fig. 42.2).
Una Hfr se produce cuando 'F' se integra de manera estable en el cromsoma. El plásmido A que contiene tanto 'F', los genes como los genes cromosómicos se denomina plasma 'F'.
Propiedades de los plásmidos:
Plásmidos 'F':
Se utilizan como vehículo de clonación en ingeniería genética.
Plásmido 'R':
La resistencia al fármaco o el plásmido 'R' se aislaron primero de la bacteria Shigella dysenteriae y luego de E. coli, Staphylococcus, Pseudomonas, Bacillus, Vibrio, Salmonella, etc. El factor 'R' proporciona resistencia a los antibióticos fúngicos. El plásmido 'R' consiste en 2 segmentos contiguos de ADN. Uno de ellos es RTF (factor de transferencia de resistencia).
Lleva genes que regulan la replicación del ADN. Tiene un peso molecular de 11 × 10 6, el otro determinante del segmento r es variable en tamaño (100 × 10 6 peso molecular) y tiene genes para la resistencia a los antibióticos. La resistencia al fármaco penicilina (pluma), ampicilina (amp), cloranfanicol (cam), estreptomicina (str), kanamicina (kan) y sulfonamida (sul), en combinación es común (Fig. 42.3).
Plásmido Col:
El plásmido Col es un plásmido de E. coli que codifica las colcinas, proteínas capaces de prevenir el crecimiento de una cepa bacteriana que no contiene plásmido col. Los plásmidos col son una clase de tipo general de plásmido llamado plásmido bacteriocinogénico, que produce bacteriocinas en muchas especies bacterianas. Bacteriocinas, de las cuales las colicinas son un ejemplo que son proteínas que se unen a la pared celular de una bacteria sensible e inhiben procesos esenciales, por ejemplo, replicación, transcripción, traducción o metabolismo energético, etc. El plásmido col mejor estudiado es la col E 1, con un mol wt 4.2 × 10 6 . Se utiliza en la investigación de recombinación de ADN y en un ADN in vitro. Sistema de replicación.
Plásmido Ti:
El tumor de la agalla de la corona es causado por Agrobacterium tumefaciens. El plásmido Ti es la herramienta más importante en la ingeniería genética de plantas. Las heridas son infectadas por A. tumefaciens e inducen un tumor en el sitio (Fig. 42.4). Al inicio de la infección, comienzan a sintetizar un derivado de arginina llamado opina, por ejemplo, nopalina u octopina y las células proliferan para formar un tumor.
La inducción del tumor se controla mediante información genética que se lleva en el plásmido llamado plásmido Ti. El T-ADN y la región vir del plásmido Ti son esenciales para la transformación de las células vegetales. El plásmido que causa el tumor es el plásmido Ti. En una planta infectada, algunas de las bacterias entran y crecen dentro de la célula vegetal y se lisan liberando su ADN en la célula.
El pequeño fragmento de plásmido Ti que contiene genes para la replicación, se integra en los cromosomas de las células vegetales. El fragmento integrado rompe el sistema hormonalmente regulado y la división celular de control. La célula se convierte en célula tumoral. El plásmido Ti de Agrobacterium tumefaciens proporciona un excelente sistema de transferencia de genes para su uso en plantas dicotiledóneas. El rango de host está limitado a dicots solamente. Fig. 42.5 Los plásmidos Ti son muy importantes ya que se pueden insertar genes específicos en el plásmido Ti mediante técnicas de ADN recombinante. Estos genes pueden insertarse en el cromosoma de la planta cambiando el genotipo o fenotipo de la planta. Se producen nuevas variedades de valor.
Plásmido De Levadura:
La levadura tiene una partícula asesina que es una molécula de ARN de doble cadena. Es el único plásmido sin ADN. Contiene 10 genes para la replicación y varios otros para la síntesis de partículas asesinas (sustancia similar a la colicina).
El plásmido de levadura es un plásmido de 3 µm y mol. wt 4 × 10 6 . Se encuentran 60 copias de este plásmido / célula en el núcleo de la levadura. El plásmido usa las mismas enzimas necesarias para la replicación de los cromosomas de levadura. El plásmido aparentemente no se integra en el ADN del huésped. Este plásmido es un sistema útil para estudiar la replicación del ADN en levaduras. Actúa como un vector para la clonación de genes extraños en levaduras mediante las técnicas de recombinación de ADN.
