Los Plásmidos
Los plásmidos son una construcción genómica extracromosómica, que puede ser lineal o circular. Aunque se han descrito principalmente en bacterias, algunos poco se han encontrado en levaduras. No son esenciales para la vida del microorganismo pero en determinadas circunstancias puede aportar la información genética necesaria para sintetizar alguna proteína de interés, por ejemplo un antibiótico.
Es una molécula de ADN de doble cadena, como el material cromosómico, pero mucho más pequeño. Su tamaño está comprendido, por lo general, entre 1 y 250 kb (kilobases). Tampoco se han descrito proteínas que se asocian al ADN bacteriano asociadas a plásmidos. Tiene un origen de replicación propio, es decir, se divide a un tiempo diferente que el ADN bacteriano normal. Esto permite que haya un número de copias variante, dependiendo del plásmido, y de la especie en la que se exprese. Durante la división celular puede distribuirse de manera no homogénea a las dos células hijas.
En Escherichia coli se han descrito siete grupos de compatibilidad de plásmidos. En cada grupo se reúnen plásmidos que están genéticamente relacionados, estos plásmidos son incompatibles con otros del mismo grupo, puesto que compiten para reclutar los factores de replicación. Así, si una bacteria tiene dos plásmidos del mismo grupo de compatibilidad al ir dividiéndose acabará por perder uno de los dos a favor del otro.
Aunque esta denominación ya no se emplea habitualmente existe un tipo especial de plásmidos, los episomas. Son plásmidos de levaduras que codifican las secuencias necesarias para integrarse en el genoma. Podría ser una táctica para asegurarse su paso a la nueva generación o un trozo del genoma que tiene la capacidad de circularizarse para mejorar su tasa de replicación. En cualquier caso estos plásmidos se integran en el ADN mediante una recombinación homóloga entre su ADN y la cadena genómica.
Los plásmidos presentan transferencia horizontal. Es decir, puede pasar de una bacteria a otra sin necesidad de que sean madre hija, o de la misma especie. Sin embargo, este proceso requiere una compatibilidad entre las dos especies de bacterias y el plásmido. La bacteria o, más frecuentemente, el plásmido tiene que poder generar un pili o pilus conjugativo, una especie de aguja que une las dos bacterias, para poder realizar esta transferencia horizontal. Para la formación de este pili son necesarias varias proteínas que tienen que estar codificadas o bien en el propio plásmido o bien integradas en el genoma bacteriano. Por lo que no todos los plásmidos tienen la capacidad de generar un pili y por lo tanto de pasar de un organismo a otro. Sin embargo algunos plásmidos pueden aprovechar el pili formado por otro para pasar de una célula a otra.
Detalle al microscopio óptico de un pili conjugativo que se establece entre dos bacterias.
Aplicaciones en Ingeniería genética: En un laboratorio molecular son una herramienta común y muy útil puesto que permiten introducir en bacterias genes de otros organismos, animales o plantas, para ver su función en un organismo más sencillo o para producir grandes cantidades de una proteína interesante. Las construcciones de plásmidos son actualmente muy variadas y permiten casi cualquier cosa imaginable, y si no existe posiblemente alguien lo esté desarrollando.
Frecuentemente se introduce un gen de interés en un plásmido que contine una resistencia a un antibiótico para asegurarse que las bacterias que crecen tienen el gen inserto, puesto que son las únicas capaces de crecer en un medio con antibióticos.
Funciones: si bien ya hemos comentado que el ejemplo clásico de plásmido en uno que otorga resistencia a un antibiótico existen otros genes que pueden transmitirse en un plásmido. Las toxinas, causantes de virulencia, o factores que aumentan la capacidad infectiva son otros de los genes más frecuentes que se incluyen en plásmidos. Las toxinas pueden ser para atacar otros microorganismos o el factor virulento de una enfermedad de organismos superiores, También hay plásmidos degradativos que portan genes para digerir algún compuesto. Y conjugativos que son aquellos que portan los genes necesarios para crear un pili conjugativo.