Plásmido

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Definición de plásmido

Un plásmido es una pequeña porción circular de ADN que es diferente al ADN cromosómico, que es todo el material genético que se encuentra en los cromosomas de un organismo. Se replica independientemente del ADN cromosómico. Los plásmidos se encuentran principalmente en bacterias, pero también se pueden encontrar en arqueas y organismos multicelulares . Los plásmidos generalmente portan al menos un gen, y muchos de los genes que llevan los plásmidos son beneficiosos para sus organismos hospedadores. Aunque tienen genes separados de sus anfitriones, no se les considera una vida independiente.

Esta figura simplificada muestra el ADN cromosómico de una bacteria en rojo y los plásmidos en azul.

Funciones de los plásmidos

Los plásmidos tienen muchas funciones diferentes. Pueden contener genes que mejoran la supervivencia de un organismo, ya sea matando a otros organismos o defendiendo la célula huésped produciendo toxinas. Algunos plásmidos facilitan el proceso de replicación en bacterias. Dado que los plásmidos son tan pequeños, generalmente solo contienen unos pocos genes con una función específica (a diferencia de una gran cantidad de ADN no codificante). Pueden coexistir múltiples plásmidos en la misma célula, cada uno con funciones diferentes. Las funciones se detallan con más detalle en la sección «Tipos específicos de plásmidos» a continuación.

Tipos generales de plásmidos

Conjugativo y no conjugativo

Hay muchas formas de clasificar los plásmidos de generales a específicos. Una forma es agruparlos como conjugativos o no conjugados. Las bacterias se reproducen por conjugación sexual, que es la transferencia de material genético de una célula bacteriana a otra, ya sea a través del contacto directo o un puente entre las dos células. Algunos plásmidos contienen genes llamados genes de transferencia que facilitan el inicio de la conjugación. Los plásmidos no conjugativos no pueden iniciar el proceso de conjugación y solo pueden transferirse a través de la conjugación sexual con la ayuda de plásmidos conjugativos.

Incompatibilidad

Otra clasificación de plásmidos es por grupo de incompatibilidad. En una bacteria, diferentes plásmidos solo pueden coexistir si son compatibles entre sí. Un plásmido incompatible será expulsado de la célula bacteriana. Los plásmidos son incompatibles si tienen la misma estrategia de reproducción en la célula; esto permite a los plásmidos habitar un determinado territorio dentro de él sin que otros plásmidos interfieran.

Tipos específicos de plásmidos

Hay cinco tipos principales de plásmidos: plásmidos F de fertilidad, plásmidos de resistencia, plásmidos de virulencia, plásmidos degradativos y plásmidos Col.

Plásmidos F de fertilidad

Los plásmidos de fertilidad, también conocidos como plásmidos F, contienen genes de transferencia que permiten que los genes se transfieran de una bacteria a otra a través de la conjugación. Estos constituyen la amplia categoría de plásmidos conjugativos. Los plásmidos F son episomas, que son plásmidos que se pueden insertar en el ADN cromosómico. Las bacterias que tienen el plásmido F se conocen como F positivo (F ⁺ ) y las bacterias sin él son F negativo (F ^– ). Cuando una bacteria F ^{+ se} conjuga con una bacteria F ^–, resultan dos bacterias F ⁺. Solo puede haber un plásmido F en cada bacteria.

Plásmidos de resistencia

Los plásmidos de resistencia o R contienen genes que ayudan a la célula bacteriana a defenderse de factores ambientales como venenos o antibióticos. Algunos plásmidos de resistencia pueden transferirse por sí mismos mediante conjugación. Cuando esto sucede, una cepa de bacterias puede volverse resistente a los antibióticos. Recientemente, el tipo de bacteria que causa la gonorrea, una infección de transmisión sexual, se ha vuelto tan resistente a una clase de antibióticos llamados quinolonas que, en su lugar, la Organización Mundial de la Salud ha comenzado a recomendar una nueva clase de antibióticos, llamados cefalosporinas. Las bacterias pueden incluso volverse resistentes a estos antibióticos en cinco años. Según NPR, el uso excesivo de antibióticos para tratar otras infecciones, como las del tracto urinario, puede provocar la proliferación de cepas resistentes a los medicamentos.

Plásmidos de virulencia

Cuando un plásmido de virulencia está dentro de una bacteria, convierte esa bacteria en un patógeno, que es un agente de enfermedad. Las bacterias que causan enfermedades pueden propagarse y reproducirse fácilmente entre las personas afectadas. La bacteria Escherichia coli (E. coli) tiene varios plásmidos de virulencia. E. coli se encuentra naturalmente en el intestino humano y en otros animales, pero ciertas cepas de E. coli pueden causar diarrea y vómitos severos. Salmonella enterica es otra bacteria que contiene plásmidos de virulencia.

Plásmidos degradantes

Los plásmidos degradantes ayudan a la bacteria huésped a digerir compuestos que no se encuentran comúnmente en la naturaleza, como alcanfor, xileno, tolueno y ácido salicílico. Estos plásmidos contienen genes para enzimas especiales que descomponen compuestos específicos. Los plásmidos degradantes son conjugativos.

Plásmidos Col

Los plásmidos col contienen genes que producen bacteriocinas (también conocidas como colicinas), que son proteínas que matan a otras bacterias y así defienden la bacteria huésped. Las bacteriocinas se encuentran en muchos tipos de bacterias, incluida la E. coli, que las obtiene del plásmido ColE1.

Aplicaciones de plásmidos

Los seres humanos han desarrollado muchos usos para los plásmidos y han creado software para registrar las secuencias de ADN de los plásmidos para su uso en muchas técnicas diferentes. Los plásmidos se utilizan en ingeniería genética para amplificar o producir muchas copias de ciertos genes. En la clonación molecular, un plásmido es un tipo de vector. Un vector es una secuencia de ADN que puede transportar material genético extraño de una célula a otra, donde los genes pueden expresarse y replicarse aún más. Los plásmidos son útiles para clonar segmentos cortos de ADN. Además, los plásmidos se pueden usar para replicar proteínas, como la proteína que codifica la insulina, en grandes cantidades. Además, se están investigando los plásmidos como una forma de transferir genes a las células humanas como parte de la terapia génica. Las células pueden carecer de una proteína específica si el paciente tiene un trastorno hereditario que implica una mutación genética. La inserción de un plásmido en el ADN permitiría a las células expresar una proteína de la que carecen.

Bacterias: microbios unicelulares que fueron uno de los primeros tipos de formas de vida que evolucionaron en la Tierra; pueden existir independientemente o dentro de otros organismos.
Episoma: en las bacterias, un plásmido que se puede insertar en el cromosoma. En eucariotas, el plásmido se refiere al ADN no cromosómico que se puede replicar en el núcleo, como un virus.
Conjugativo: una categoría de plásmidos que inician el proceso de conjugación sexual en bacterias.
Bacteriocina: una proteína producida por un plásmido en una bacteria que mata a otras bacterias de una cepa estrechamente relacionada.

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