plasmidos

1. PLASMIDOS
Los plásmidos (también llamados plasmidios) son moléculas de ADN
extracromosómico circular o lineal que se replican y transcriben
independientes del ADN cromosómico. Están presentes normalmente en
bacteria, y en algunas ocasiones en organismos eucariotas como las
levaduras. Su tamaño varía desde 1 a 250 kb. El número de plásmidos
puede variar, dependiendo de su tipo, desde una sola copia hasta algunos
cientos por célula.
Las moléculas de ADN plásmidico, adoptan una conformación tipo doble
hélice al igual que el ADN de los cromosomas, aunque, por definición, se
encuentran fuera de los mismos. Se han encontrado plásmidos en casi
todas las bacterias. A diferencia del ADN cromosomal, los plásmidos no
tienen proteínas asociadas.
Hay algunos plásmidos integrativos, vale decir tienen la capacidad de
insertarse en el cromosoma bacteriano. Digamos que rompe el
cromosoma y se sitúa en medio, con lo cual, automáticamente la
maquinaria celular también reproduce el plásmido. Cuando ese plásmido
se ha insertado se les da el nombre de episoma.

2. Cada plásmido contiene al menos una secuencia de ADN que sirve como un
origen de replicación u ORI (un punto inicial para la replicación del ADN), lo
cual habilita al ADN para ser duplicado independientemente del ADN
cromosomal. Los plásmidos de la mayoría de las bacterias son circulares, pero
también se conocen algunos lineales, los cuales reensamblan
superficialmente los cromosomas de la mayoría de eucariotes

6. TIPOS DE PLÁSMIDOS
Según su control de replicación vegetativa:
Plásmidos de control estricto del número de copias: tienen bajo número
de copias por cromosoma en la misma célula. Suelen ser plásmidos de
tamaños medianos (unas 30 kb) a grandes (cientos de kb) P. ej., el
factor F se mantiene a 1-2 copias por cromosoma.
Plásmidos de control relajado: alto nº de copias por cromosoma (más de
10). Suelen ser plásmidos pequeños (menos de 10 kb). Algunos de ellos
tienen un sistema de replicación especial, y son amplificables cuando a
las bacterias que los poseen se les añade cloramfenicol: este
antibiótico detiene la síntesis de proteínas, lo que afecta a la
replicación del cromosoma, ya que para que se inicie cada ciclo de
replicación cromosómica se necesita un nuevo "pool" de determinadas
enzimas. Pero esto no afecta a la replicación del plásmido, que de este
manera se "amplifica" y aumenta aún más su proporción respecto del
cromosoma.

7. El ADN plásmido puede aparecer en uno de cinco conformaciones, las cuales (para un
tamaño dado) corren a diferentes velocidades en un gel durante electroforesis. Las
conformaciones se muestran abajo en orden de movilidad electroforética (velocidad para
un voltaje dado), del más lento al más rápido:
Mellado abierto circular: el ADN tiene un solo corte filamentario.
Lineal: ADN tiene terminales libres, ya sea porque los filamentos fueron cortados o
porque el ADN era linear in vivo. Usted puede modelar este como un cordón que no se ha
conectado así mismo.
circular relajado: ADN que interactúa completamente con ambos filamentos sin cortar,
pero que ha sido enzimáticamente “relajado”. Usted puede modelar este dejando un
cordón relajado y luego conectándolo a sí mismo.
superespiral desnaturalizado: ADN como el ADN superespiral o superenrollado (ver más
abajo), pero que tiene regiones sin unir que lo hacen ligeramente menos compacto; esto
resulta de una excesiva alcalinidad durante la preparación del plásmido.
ADN superespiral: Es un ADN totalmente intacto con los filamentos sin cortar, y con forma
de remolino, resultando en una forma compacta.
La tasa de migración de pequeños fragmentos lineales es directamente proporcional al
voltaje aplicado (en el caso de voltajes bajos). En el caso de altos voltajes, grandes
fragmentos migran continuamente a diferentes tasas. Por lo tanto, la resolución del gel
decrece con el incremento del voltaje.
A un bajo voltaje determinado, la migración de un pequeño fragmento lineal de ADN esta
en función de su longitud. Fragmentos lineales largos (de 20kb) migran a cierta tasa sin
importar la longitud. Esto es debido a que las moléculas “reptan” desde el centro de la
molécula siguiendo el sentido de la matriz de gel.
La digestión restrictiva se usa frecuentemente para analizar fragmentos purificados de
plásmidos. Estas enzimas rompen específicamente el ADN en ciertas secuencias cortas.

8. Una forma de agrupar plásmidos es por su habilidad de transferirse a otra
bacteria. Los plásmidos conjugativos contienen “tra-genes”, los cuales
ejecutan complejos procesos de conjugación, como la transferencia sexual
de plásmidos a otra bacteria. Los plásmidos no-conjugativos, son incapaces
de iniciar una conjugación, de allí que ellos pueden transferirse únicamente
con la asistencia de los plásmidos conjugativos y lo hacen “por accidente”.
Una clase intermedia de plásmidos son los “mobilizables” los cuales llevan
solo un subtipo de genes requeridos para la transferencia. Ellos pueden
“parasitar” un plásmido conjugativo, transfiriéndose a una alta frecuencia
solo en su presencia.
Es posible para plásmidos de diferentes tipos el coexistir en una celular
simple.
Siete tipos diferentes de plásmidos han sido encontrados en la E. Coli. Pero
normalmente plásmidos relacionados son incompatibles, en el sentido de
que solo una de ellos sobrevive en la línea celular, debido a la regulación de
las funciones vitales de los plásmidos. Por lo tanto, los plásmidos pueden
ser diferenciados de acuerdo a grupos de compatibilidad.

9. Según el tipo de fenotipos que codifican (y dejando aparte a los plásmidos crípticos, de los que se
desconoce su función fenotípica):
Plásmidos R, que codifican una o más resistencias a drogas (antibióticos) y/o resistencia a
metales pesados.
Plásmidos bacteriocinogénicos, que codifican alguna bacteriocina y simultáneamente
confieren inmunidad frente a esa bacteriocina a la bacteria que lo posee. Dentro de ellos,
de los más estudiados son los plásmidos Col, que producen colicinas (bacteriocinas de E.
coli).
Plásmidos de virulencia, que codifican funciones relacionadas con la virulencia en muchas
bacterias patógenas. Por ejemplo:
plásmido de la toxina tetánica en Clostridium tetani.
plásmido de la toxina del ántrax en Bacillus anthracis.
Plásmidos que codifican factores de colonización (para la invasión de los tejidos de su
hospedador).
Plásmidos de cepas de Pseudomonas, que confieren rutas metabólicas capaces de utilizar
como fuentes de carbono y energía sustancias que otros organismos no pueden
catabolizar:
plásmidos OCT (degradación del octano);
plásmidos TOL/XYL (degradación del tolueno y xileno);
plásmidos NAF (degradación del naftaleno), etc.
Plásmidos de cepas de Rhizobium responsables de funciones relacionadas con el
establecimiento de las simbiosis fijadoras de nitrógeno en los nódulos radicales de las
leguminosas (pSym y otros tipos).
Plásmidos Ti y Ri de Agrobacterium, responsables de la producción de tumores en numerosas
plantas dicotiledóneas.
Existen igualmente plásmidos que codifican más de un tipo de fenotipos: p. ej., plásmidos que
suministran resistencia a antibióticos y capacidad de virulencia.

10. Plásmidos según el grupo de incompatibilidad. Recordar la definición de
incompatibilidad entre plásmidos que se dio oportunamente, y la base de
este fenómeno: dos plásmidos son incompatibles (no pueden permanecer
establemente en la misma célula) porque comparten un mismo sistema
de replicación y segregación de las copias. Como se sabe, los plásmidos
se pueden clasificar según su pertenencia a un mismo grupo de
incompatibilidad.
Así p. ej., el plásmido F pertenece al llamado grupo IncFI;
Los plásmidos R1 y R100, de resistencia a antibióticos, pertenecen al
grupo IncFII.
Obsérvese que dos plásmidos conjugativos pertenecientes a grupos de
incompatibilidad diferentes pueden poseer regiones tra semejantes, y
tipos de pelos sexuales parecidos. Esto es precisamente lo que ocurre con
el F comparado con el R1 o el R100.

11. Prión
• Los priones o proteínas priónicas son partículas acelulares, patógenas y
transmisibles. Se caracterizan por producir enfermedades que afectan el
sistema nervioso central (SNC), denominadas encefalopatías espongiformes
transmisibles (EET). Los priones no son seres vivos. El aislamiento de priones
a través del seguimiento del nivel de infectividad en las EET demuestra que
las partículas infectivas están constituidas total o parcialmente por una forma
modificada de la proteína prion. La proteína se expresa en varios tejidos,
principalmente en neuronas del SNC, y se une a las membrana celular externa
mediante una molécula de glicosil fosfatidil inositol (GPI). No se conoce en la
actualidad cómo ocurre este cambio de estructura in vivo y cómo es que este
cambio conduce a la EET.
• Los resultados experimentales sugieren que la acción patógena de los priones
está muy relacionada con la forma modificada de una proteína natural
existente en el organismo que, al entrar en contacto con las proteínas
originales, las induce a adoptar la forma anómala del prión, mediante un
mecanismo todavía desconocido. Todo ello en una acción en cadena que
acaba por destruir la operatividad de todas las proteínas sensibles.

12. • Teorías más recientes apuntan a que los priones son proteínas
modificadas bajo ciertas circunstancias que favorecieron su caída a un
nivel energético muy estable al oligomerizarse, lo que las hace insolubles,
inmunes a las proteasas y les cambia su conformación tridimensional. Esta
“estabilidad” provoca que dichas proteínas se acumulen en el sistema
nervioso, pero se desconoce todavía cómo esta aparición de una nueva
estructura provoca enfermedades por acumulación.
• De hecho, la “infección” con proteínas priónicas se debe a que, al
consumirse, empiezan a actuar en el tejido nervioso como núcleos en
torno a los cuales más proteínas se desnaturalizan bajo su acción y se
acumulan, formando generalmente fibrillas insolubles.

13. Propiedades Físicas y Químicas Propiedades Biológicas
•Filtrable con poros 25 nm o 100 nm.
•Es invisibles al microscopio óptico y
electrónico.
•Resistente a:
Formaldehido
EDTA
Proteasas ( Tripsina, pepsina ), aunque reducen
la infectividad
Nucleasas ( ribonucleasas A y III,
desoxiribonucleasa I )
Radiación ultravioleta ( 2540 Å )
Radiación ionizante
•Largo periodo de incubación ( meses, años,
décadas).
•No producen respuesta inflamatoria
•No antigénicos.
•Patología crónica progresiva.
•Fatal en todos los casos.
•Carecen de cuerpos de inclusión.
•Presencia de ácido nucleico no demostrada.
•El único componente conocido es la proteína
PrP.
•Pueden existir en múltiples formas
moleculares
•Periodo de adaptación a nuevos
hospedadores.
•Control genético de la susceptibilidad de
algunas especies.
•Existencia de distintas cepas.
Métodos de inactivación
Autoclave >134 °C, 18 minutos
Hipoclorito sódico (20ºC, 1hora)
Hidroxido sódico 2N
Fenol 90%
Eter
Acetona
Permanganato potásico 0.002 M
Urea 6 M

15. INTEGRONES
Los integrones son una familia de elementos genéticos potencialmente móviles
capaces de integrar y expresar genes de resistencia a los antibióticos
ESTRUCTURA Y CLASIFICACIÓN
Los integrones han sido detectados principalmente en bacilos Gram negativos
fermentadores, de las familias Enterobacteriaceae y Vibrionaceae, y en algunos no
fermentadores, como Pseudomonas aeruginosa y Acinetobacter baumannii.
Además, se ha descrito un integrón funcional en bacterias Gram positivas, en una
cepa de Corynebacterium glutamicum.
Hasta la fecha se han descrito varias familias de integrones, al menos tres de ellas
están relacionadas con la expresión de genes de resistencia. Sus integrasas
presentan entre 45% y 58% de homología, sugiriendo una divergencia evolutiva por
un período superior a 50 años, lo que corresponde, aproximadamente, a la era
antibiótica. Los integrones no pueden realizar autotransposición pero se asocian
frecuentemente a secuencias de inserción o bien, a transposones y plásmidos
conjugativos que les sirven como vehículos para su transmisión inter e intra
especie. Se han encontrado integrones de las clases 1 y 2 en plásmidos y
transposones, en tanto aquellos de clase 3 sólo han sido observados en plásmidos.
Por último, los integrones de clase 4 o "superintegrones" se han identificado
principalmente en el cromosoma de Vibrio cholerae.