Actividades codificadas por plasmidos

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Actividades bacterianas codificadas por plásmidos.

Sara Alonso Louro (apartados 1, 2, 3, 5.4, 5.5)
Diego Fernández Fdez. (apartados 4, 5.1, 5.2, 5.3, 6)
1. ¿Qué es un plásmido y cuál es su función en la célula procariota?

En general se trata de elementos de ADN bicatenario y circular (aunque existen plásmidos con ADN lineal), que se replican independientemente del cromosoma bacteriano(figura 1). Se encuentran en el citoplasma y su tamaño oscila entre una y mil kb. Estas estructuras bacterianas se pueden confundir con bacteriófagos (por ejemplo el P1), dado que ambas entidades genéticas se replican de forma análoga. Una diferencia importante es que los plásmidos no tienen una forma extracelular como ocurre en los fagos. Los plásmidos proporcionan características extras queaumentan la flexibilidad de respuesta del organismo ante cambios en el medio, que podrían ser negativos (presencia de antibióticos) o potencialmente favorables (disponibilidad de un sustrato).

Los plásmidos llevan genes que aseguran su replicación, además algunos contienen los genes necesarios para llevar a cabo la conjugación bacteriana. Hay plásmidos de los que no se conoce la naturaleza de susgenes, son los llamados plásmidos crípticos, que fueron descubiertos mediante la técnica de electroforesis en gel.

Un único plásmido puede llevar varios genes diferentes y por tanto puede conferir varios fenotipos; por ejemplo en el género Rhizobium son los responsables de su interacción con las plantas, y en Pseudomonas transfieren la información necesaria para rutas bioquímicas que degradancompuestos orgánicos como alcanfor, octano y naftaleno.

2. Propiedades moleculares de los plásmidos

Los plásmidos generalmente son moléculas de ADN formando una estructura superenrollada que en muchos casos tienen un pequeño tamaño, aunque existen plásmidos (e.g. en Pseudomonas) que pueden llegar a algunos cientos de kb.

3. Replicación y control de plásmidos

La replicación es claveen el control de un importante número de propiedades del plásmido como son el rango de hospedadores, el número de copias, la incompatibilidad y la movilidad. La mayoría de las enzimas implicadas en la replicación de los plásmidos son enzimas celulares. Los genes del plásmido que controlan su propia replicación actúan en el proceso de iniciación y en el reparto de los plásmidos replicados entrelas células hijas. Los diferentes plásmidos están presentes en las células en un número particular de moléculas plasmídicas por célula, lo que se denomina número de copias. Este número es variable, de modo que en algunas células podemos encontrar de una a tres copias y en otras el plásmido puede estar presente en más de cien. En la mayoría de las bacterias gram negativas los plásmidos se replican demodo similar a como ocurre en el cromosoma. Esta replicación comienza en un punto fijo llamado OriV y puede ocurrir en una sola dirección (figura 2 A) o en ambas direcciones (figura 2 B) de forma simultánea (formando la llamada estructura θ) hasta completar el círculo completo. El proceso completo ocurre muy rápido debido al pequeño tamaño del plásmido en comparación con el cromosoma. Lasbacterias gram positivas se replican mediante el mecanismo del círculo rodante (figura 2 C). Éste consiste en la creación de un intermediario monocatenario (razón por la cual en ocasiones a estos plásmidos se les llama plásmidos con ADN monocatenario). Los plásmidos lineales estudiados se replican mediante la unión de una proteína al extremo 5’ de cada cadena que se usa para iniciar la síntesis de ADN.Como en algunas células pueden coexistir diferentes tipos de plásmidos la replicación en la misma célula está controlada por genes plasmídicos específicos.

Cuando un plásmido se transfiere a una célula que contiene otro plásmido y el segundo plásmido no se mantiene y se pierde durante la replicación celular subsiguiente, se dice que ambos plásmidos son incompatibles. En base a este se...
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