PLÁSMIDOS: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN MAURICIO PULIDO JIMÉNEZ CENTRO DE ESTUDIOS EN BIOLOGÍA MOLECULAR GIMNASIO CAMPESTRE
Views 177 Downloads 3 File size 650KB
PLÁSMIDOS: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN
MAURICIO PULIDO JIMÉNEZ
CENTRO DE ESTUDIOS EN BIOLOGÍA MOLECULAR
GIMNASIO CAMPESTRE
HISTORIA DEL DESCUBRIMIENTO DE LOS PLÁSMIDOS
A comienzos de los años 50´s ya se conocía la conjugación en Escherichia coli K12.
Joshua Lederberg (1925 - 2008) Premio Nobel Fisiología y Medicina - 1958
ADN Central Plásmido
Conjugación en bacterias
En Escherichia coli hay dos tipos sexuales determinados genéticamente. Los genes se transfieren físicamente del donante ("macho") al receptor ("hembra"). Factor F (fertilidad) es el plásmido responsable de la masculinidad, se transfiere mucho más a menudo que cualquier otro rasgo genético y lo hace independientemente de los demás genes del donante.
Conjugación entre bacterias E.coli
Lederberg observó que el factor F presentaba cierta semejanza con elementos genéticos extracromosómicos de los organelos de eucariotas superiores. En aquel entonces no se conocía bien la organización del genoma bacteriano.
Basándose en evidencias experimentales, William Hayes dedujo que la mayoría de los genes de E. coli residían en una sola estructura que se comportaba en términos genéticos como un círculo.
William Hayes (1918-1994)
En 1952 Lederberg acuñó el término plásmido para referirse a todos los sistemas genéticos externos al DNA “central” de las bacterias.
Plásmidos observados al microscopio electrónico.
Representación esquemática (mapa) de un plásmido
PLÁSMIDOS Y SU PAPEL EN LA RESISTENCIA A LOS ANTIBIÓTICOS
Japón (1959): Brote de disentería (Shigella dysenteriae). Pacientes no respondían a antibióticos. La bacteria portaba genes de resistencia a varios antibióticos. Genes se transferían a otras bacterias intestinales de forma parecida al factor F.
Estos factores, llamados R (resistencia), compartían varias propiedades con el factor F (promovían su propia transferencia intercelular por conjugación); algunos de ellos coincidían con el factor F en la secuencia de DNA.
En las bacterias, los elementos genéticos independientes del DNA “central” (plásmidos) son componentes importantes de su microcosmos; poseen un notable interés clínico y científico.
¿QUÉ ES UN PLÁSMIDO? ● Molécula de DNA de doble cadena. ● Presente en bacterias y algunas levaduras. ● Elemento genético independiente del DNA central.
● Replicación y transcripción dependen de las proteínas del hospedero. ● Constituye entre 1 y 3 % del genoma celular.
● Forma circular o lineal. ● Tamaños entre 1 y 200 Kpb. ● Replicación y transferencia independiente del DNA central. ● Número de copias variable.
Genes
plasmídicos
controlan
resistencia
y
producción
de
antibióticos,
degradación de compuestos complejos, producción de toxinas y enzimas de restricción / modificación.
En algunos casos particulares son responsables de enfermedades en vegetales y animales.
Sólo los plásmidos portan información para la conjugación entre las bacterias.
La pérdida del plásmido es permanente puesto que la célula no puede regenerar un nuevo plásmido, sólo puede adquirirlo de otra célula portadora.
ESTRUCTURA DE LOS PLÁSMIDOS UTILIZADOS EN INVESTIGACIÓN 1. Origen de replicación (ORI). 2. Sitio de clonaje múltiple (polylinker). 3. Marcador de selección (resistencia a antibióticos) o gen reportero.
El uso de los marcadores de selección (resistencia a antibióticos) ha sido reemplazado por el de genes reporteros, los cuales codifican proteínas que causan un cambio fácilmente detectable en el organismo. Uno de los más conocido es gfp (proteína fluorescente verde).
Los plásmidos pueden adoptar tres tipos de conformación espacial: 1.superenrollada, que le permite una mayor movilidad electroforética debido a que la molécula está muy compacta y esto hace que su superficie disminuya. 2.enrollada, que migra más lentamente debido a que ocupa mayor superficie. 3.relajada, en el que la molécula muestra un grado de enrollamiento mínimo y por tanto ocupa una superficie muy grande respecto a los otros casos.
NIVELES DE ENROLLAMIENTO DE UN PLÁSMIDO
PLÁSMIDOS COMO VECTORES DE CLONACIÓN
Los plásmidos permiten “almacenar” de manera estable y producir muchísimas copias de un fragmento de DNA. Se les conoce como vectores de clonación.
Clonación es la obtención de muchas copias idénticas de un fragmento de DNA determinado.
La clonación se produce cuando el plásmido se replica de Plásmido con fragmento de DNA insertado para producción de numerosas copias.
manera autónoma muchas veces dentro de la célula.