14.4D: Plásmidos y Lisogenia

Objetivos de aprendizaje

• Distinguir entre plásmidos y lisogenia en cuanto a patogeneidad

Plásmidos

Los plásmidos son moléculas de ADN que son capaces de replicarse independientemente del ADN cromosómico. Los plásmidos a menudo se caracterizan por su apariencia circular y de doble cadena; también varían en tamaño y número. Los plásmidos están presentes en los tres dominios principales (Archaea, Bacteria y Eukarya) y se consideran 'ADN desnudo'. 'ADN desnudo' se refiere a un tipo específico de ADN que no codifica genes que promueven la transferencia de material genético a un nuevo huésped. Los plásmidos están presentes dentro de las células como genomas extra cromosómicos y son una herramienta común utilizada en biología molecular para integrar nuevo ADN en un huésped. En el campo de la biología molecular, el ADN plasmídico a menudo se denomina “vectores” debido a su capacidad para transferir ADN entre organismos. El uso de ADN plasmídico en biología molecular se considera tecnología de ADN recombinante. Además, el ADN plasmídico proporciona un mecanismo por el cual se puede producir la transferencia horizontal de genes, contribuyendo a la resistencia a los antibióticos.

La transferencia horizontal de genes es un mecanismo importante que promueve la resistencia bacteriana a los antibióticos, ya que el ADN plasmídico puede transferir genes de una especie de bacteria a otra. El ADN plasmídico que se transfiere a menudo ha desarrollado genes que codifican resistencia contra antibióticos. La capacidad de transferir esta resistencia de una especie a otra se está convirtiendo cada vez más en un problema en las clínicas para el tratamiento de infecciones bacterianas. El proceso de transferencia horizontal de genes puede ocurrir a través de tres mecanismos: transformación, transducción y conjugación. La transferencia de ADN plasmídico se asocia con la conjugación ya que la transferencia de huésped a hospedador requiere transferencia mecánica directa Las ventajas de la transferencia de ADN plasmídico permiten ventajas de supervivencia.

Figura: Transferencia Génica Horizontal: Existen tres mecanismos por los cuales se puede producir la transferencia génica horizontal. Específicamente, el intercambio de ADN plasmídico cae bajo transformación.

Lisogenia

La lisogenia es el proceso por el cual un bacteriófagointegra sus ácidos nucleicos en el genoma de una bacteria huésped. La lisogenia es utilizada por los virus para asegurar el mantenimiento de los ácidos nucleicos virales dentro del genoma de la bacteria huésped. El virus muestra la capacidad de infectar a la bacteria huésped e integrar sus propios materiales genéticos en el genoma de la bacteria huésped. El material genético recién integrado de los bacteriófagos, llamado profago, se transfiere a nuevas células hijas bacterianas tras la división celular. El profago se integra en el genoma de la bacteria en este punto. El ciclo lisogénico es clave para asegurar la transmitancia de los ácidos nucleicos bacteriófagos al genoma de la bacteria hospedadora. La lisogenia es uno de los dos principales métodos de reproducción viral utilizados por los virus.

Los ciclos lisogénicos son utilizados por tipos específicos de virus para asegurar la reproducción viral, pero también necesitan el segundo método principal de reproducción viral, el ciclo lítico, también. El ciclo lítico, considerado el método primario de replicación viral, da como resultado la destrucción real de la célula infectada. Tras la destrucción de la célula infectada, los nuevos virus, que se han desarrollado después de someterse a biosíntesis y maduración, son libres de infectar a otras células. El ciclo lítico se caracteriza por la descomposición intracelularmente de la pared celular bacteriana. Los virus provocan la alteración de la célula bacteriana al producir enzimas que facilitan este proceso. Un ejemplo de un virus que puede promover la transformación de una bacteria de una cepa no tóxica a tóxica a través de la lisogenia es el virus CTXφ. Específicamente, la bacteria, Vibrio cholerae, se transforma en una cepa tóxica tras la infección con el bacteriófago. Esta bacteria es entonces capaz de producir una toxina del cólera, la causa de la enfermedad del cólera.

Figura: Ciclos lisogénicos y líticos: Esquema del ciclo lisogénico y lítico utilizado por los virus para asegurar la reproducción viral.

Puntos Clave

• Los plásmidos son formas circulares bicatenarias de 'ADN desnudo'.
• Los plásmidos son responsables de la transferencia horizontal de genes, lo que promueve el desarrollo de resistencia a antibióticos en bacterias.
• La lisogenia es un método importante de reproducción viral caracterizado por la integración de ácidos nucleicos virales en el genoma de la bacteria.

Términos Clave

• bacteriófago: Un virus que infecta específicamente bacterias.
• lisogenia: el proceso por el cual un bacteriófago incorpora sus ácidos nucleicos en una bacteria huésped