Plásmido para niños
Los plásmidos son pequeñas piezas de ADN que se encuentran fuera del cromosoma principal de una célula. Son como pequeños anillos de ADN que pueden copiarse a sí mismos de forma independiente. Se encuentran principalmente en bacterias y arqueas, que son organismos muy pequeños sin un núcleo definido. En algunos organismos más complejos, como las levaduras, también se pueden encontrar plásmidos.
Los plásmidos no causan enfermedades. Son como "paquetes" de información genética que pueden moverse entre células. Esto ayuda a las bacterias a intercambiar genes, lo que es importante para su adaptación.
Los plásmidos están separados del ADN principal de la célula. Son bastante pequeños, miden entre 3 y 10 kilobases (unidades de medida del ADN) y pueden llevar entre 30 y 100 genes. Una célula puede tener desde una sola copia de un plásmido hasta cientos de ellas.
Los plásmidos son parecidos a los virus en que pueden copiarse y pasar de una célula a otra. Sin embargo, a diferencia de los virus, los plásmidos pueden copiarse por sí mismos sin depender del ADN principal de la célula.
A veces, los plásmidos ayudan a la célula donde viven, pero mantienen su independencia. Por ejemplo, pueden llevar genes que dan a las bacterias la capacidad de resistir a los antibióticos.
El nombre "plásmido" fue creado por el científico estadounidense Joshua Lederberg en 1952.
Los plásmidos pueden entrar en las células bacterianas mediante un proceso llamado transformación. Por eso, son muy útiles en la ingeniería genética.
Para ser usados en laboratorios, los plásmidos deben tener:
- Un punto de inicio para copiarse, así pueden hacer muchas copias dentro de la célula.
- Genes que den resistencia a diferentes antibióticos. Esto ayuda a identificar las células que han recibido el plásmido.
El ADN de los plásmidos tiene una forma de doble hélice, igual que el ADN de los cromosomas. Se encuentran en casi todas las bacterias y, a diferencia del ADN cromosómico, no tienen proteínas asociadas.
Generalmente, los plásmidos no contienen información vital para la supervivencia de la bacteria. Sin embargo, pueden dar ventajas a la bacteria en ciertas condiciones. Por ejemplo, si un plásmido tiene genes de resistencia a un antibiótico, la bacteria que lo posee podrá sobrevivir en presencia de ese antibiótico.
Algunos plásmidos pueden unirse al cromosoma de la bacteria. Cuando esto sucede, se les llama episomas. La célula reproduce el plásmido automáticamente junto con su propio cromosoma.
Contenido
¿Cómo se usan los plásmidos en la ciencia?
Los plásmidos son herramientas muy importantes en la ingeniería genética. Se usan para copiar genes o para hacer que las células produzcan muchas proteínas específicas.
Clonación de ADN
La clonación de ADN es una técnica para obtener muchas copias de un fragmento de ADN específico. Para esto, el fragmento de ADN se une a un plásmido, que actúa como un "vehículo". Luego, este plásmido con el ADN extraño se introduce en una bacteria.
Cuando la bacteria capta el plásmido, este se copia junto con el ADN de la bacteria. Así, a medida que la bacteria se divide, el número de copias del ADN deseado aumenta rápidamente. De esta manera, se pueden obtener millones de copias de un fragmento de ADN en poco tiempo.
Clonación de ADN de organismos complejos en bacterias
Para clonar ADN de organismos complejos (como plantas o animales) en bacterias, se usan plásmidos modificados. Estos plásmidos tienen un punto de inicio para copiarse y genes que dan resistencia a los antibióticos.
Las bacterias que pueden tomar ADN de su entorno son la base de esta técnica. Se mezclan bacterias con los plásmidos que contienen el ADN que queremos copiar. Las bacterias que captan el plásmido se seleccionan porque pueden crecer en presencia de un antibiótico al que ahora son resistentes.
Una vez que se tienen suficientes copias, el ADN se puede extraer y usar para otros fines.
Genética y producción de proteínas
Los plásmidos son muy útiles en los laboratorios de genética. Se usan para hacer muchas copias de un gen o para que un gen se "exprese", es decir, para que la célula produzca la proteína que ese gen codifica.
El gen que se quiere copiar se inserta en un plásmido. Este plásmido también tiene genes que hacen que las células sean resistentes a un antibiótico. Luego, el plásmido se introduce en bacterias. Después, las bacterias se exponen al antibiótico. Solo las bacterias que han tomado el plásmido sobreviven, porque el plásmido les da resistencia. Así, el antibiótico actúa como un filtro para seleccionar solo las bacterias modificadas.
Estas bacterias modificadas se pueden cultivar en grandes cantidades. Luego, se pueden cosechar y el plásmido con el gen de interés se puede aislar.
Otro uso importante es fabricar grandes cantidades de proteínas. Las bacterias que contienen el plásmido con el gen de interés se cultivan. Así como la bacteria produce la proteína que le da resistencia a los antibióticos, también puede producir grandes cantidades de la proteína del gen insertado. Esta es una forma económica de producir proteínas importantes, como la insulina.
Extracción de ADN plasmídico
Existen métodos para extraer el ADN de los plásmidos de las bacterias. Uno de ellos es el "maxiprep", que permite obtener una gran cantidad de ADN plasmídico muy puro. También hay kits comerciales que facilitan esta extracción.
Resistencia a los antibióticos
Los plásmidos a menudo llevan genes que dan a las bacterias la capacidad de ser resistentes a uno o varios antibióticos. Cada plásmido tiene un punto de inicio para copiarse, lo que le permite duplicarse independientemente del ADN principal de la bacteria.
La capacidad de las bacterias para desarrollar resistencia a los antibióticos se ve favorecida por la forma en que los genes se transfieren entre ellas. Los plásmidos son como "plataformas" donde se agrupan los genes de resistencia a los antibióticos. Estos genes pueden moverse de un plásmido a otro o de una bacteria a otra, incluso si no están directamente relacionadas.
Tipos de plásmidos
Los plásmidos se pueden clasificar de varias maneras. Una forma es por su capacidad de transferirse a otras bacterias.
- Plásmidos conjugativos: Contienen genes que les permiten transferirse a otras bacterias mediante un proceso llamado conjugación. Es como una "transferencia sexual" de plásmidos.
- Plásmidos no conjugativos: No pueden iniciar la conjugación por sí mismos. Solo pueden transferirse con la ayuda de plásmidos conjugativos.
- Plásmidos movilizables: Llevan solo algunos de los genes necesarios para la transferencia. Pueden "aprovecharse" de un plásmido conjugativo para transferirse a una alta frecuencia.
Varias clases de plásmidos pueden coexistir en una misma célula. Sin embargo, plásmidos muy parecidos suelen ser incompatibles, lo que significa que solo uno de ellos sobrevivirá en la célula.
Otra forma de clasificar los plásmidos es por su función. Hay seis clases principales:
Plásmidos de fertilidad
También conocidos como factores F, contienen genes que les permiten realizar la conjugación. Son importantes en la conjugación de la bacteria E. coli. Llevan la información para que la bacteria donadora se una a una receptora y transfiera el plásmido.
Plásmidos de resistencia
Se conocen como factores R. Dan a las bacterias resistencia a ciertos antibióticos. Contienen genes que producen enzimas capaces de destruir o modificar los antibióticos. Pueden tener uno o varios genes de resistencia. Estos plásmidos pueden propagarse rápidamente entre las bacterias, incluso entre diferentes especies, lo que contribuye a la resistencia a los antibióticos en la medicina.
Col-plásmidos
Estos plásmidos contienen genes que permiten a las bacterias producir unas proteínas llamadas bacteriocinas. Las bacteriocinas son como "armas" que destruyen otras bacterias, especialmente las de especies cercanas. Por ejemplo, las colicinas atacan a E. coli. La bacteria que produce la bacteriocina no se ve afectada por ella.
Plásmidos degradativos
Estos plásmidos permiten a las bacterias digerir sustancias poco comunes, como el tolueno o el ácido salicílico. También se han encontrado plásmidos que ayudan a degradar el ibuprofeno.
Plásmidos virulentos
Estos plásmidos hacen que una bacteria se vuelva capaz de causar enfermedades. Pueden producir toxinas que dañan a otros organismos.
Plásmidos metabólicos
Existen plásmidos que llevan genes relacionados con procesos importantes del metabolismo de las bacterias. También hay plásmidos que contienen grupos de genes para la producción de sustancias especiales. Por ejemplo, algunos plásmidos ayudan a ciertas bacterias a formar nódulos en las raíces de las legumbres y a fijar el nitrógeno del aire.
Formas de los plásmidos
El ADN de los plásmidos puede presentarse en diferentes formas, lo que afecta cómo se mueven en un gel durante un proceso llamado electroforesis. Las formas son:
Circular con una rotura
El ADN tiene un solo corte en una de sus cadenas.
Lineal
El ADN tiene extremos libres, como un cordón desatado.
Circular relajado
El ADN está completo, sin cortes, pero está "relajado" por enzimas. Es como un cordón que se ha atado a sí mismo, pero sin tensión.
Superenrollado desnaturalizado
El ADN está superenrollado, pero tiene algunas regiones sin unir, lo que lo hace menos compacto.
ADN superenrollado
Es un ADN completamente intacto, sin cortes, y con una forma compacta y retorcida.
Véase también
En inglés: Plasmid Facts for Kids
