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Conceptos básicos

En este artículo aprenderás a comprender qué son los plásmidos, los diferentes tipos y sus aplicaciones en el mundo médico y científico.

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2. Dogma central de la biología
3. Codigo genetico

¿Qué son los plásmidos?

Los plásmidos son piezas circulares de ADN, se replican independientemente del ADN cromosómico del huésped. Aunque se pueden encontrar en eucariotas y arqueas, se encuentran principalmente en bacterias y moléculas unicelulares. Estas moléculas, naturalmente, brindan diversos beneficios a la célula huésped, como la resistencia a los antibióticos y funciones degradativas. Cualquier plásmido natural tiene un origen de replicación, controla el rango de huéspedes y tiene un gen para la supervivencia.

Los científicos pueden diseñar plásmidos artificialmente para introducir ADN extraño en cualquier otra célula. Estos plásmidos elaborados en laboratorio también tienen un origen de replicación y, además, tienen un sitio de clonación y un marcador de selección. Los bioingenieros son los científicos que trabajan en las modificaciones de cualquier plásmido. La clonación y manipulación de genes se llevan a cabo con el uso de plásmidos de laboratorio. Nombramos estos plásmidos vectores. Sin duda, son un componente crucial de tecnologia de ADN recombinante.

Estas moléculas de ADN de doble cadena generalmente tienen una amplia gama de tamaños, desde aproximadamente mil pares de bases hasta cientos de miles de pares de bases. Cada plásmido en una célula bacteriana se duplica durante la división bacteriana y luego se transmite a cada célula hija. Además, las bacterias pueden intercambiar plásmidos entre sí a través de un proceso conocido como conjugación.

Conformación de plásmidos

• Origen de replicación (ORI): una secuencia de ADN que permite el inicio de la replicación.
• Gen de resistencia a los antibióticos: ayuda con la selección de bacterias que contienen plásmidos.
• Sitios de clonación múltiple (MCS): un segmento de ADN que contiene sitios de restricción. Estos sitios permiten una inserción de ADN más fácil.
• Insertar: podría ser un gen, un promotor o un segmento de ADN clonado, utilizado para estudios posteriores.
• Región promotora: especifica la cantidad de ADN recombinante y las células en las que se expresará el gen para los vectores. En plásmidos normales, impulsa la transcripción para alcanzar los genes objetivo.
• Marcador seleccionable: El gen de la resistencia a los antibióticos permite la selección bacteriana.
• Primer sitio de unión: Fragmento de ADN monocatenario, utilizado como punto de inicio para el análisis de PCR.

Tipos de plásmidos

Hay muchas formas de clasificar los plásmidos, sin embargo, una muy común es clasificarlos por función. Hay cinco clases.

• Fertilidad (F). Contienen genes tra, y son capaces de conjunción, de inmediato, lo que resulta en la expresión de sexo pili.
• Resistencia (R). En particular, contienen genes que benefician a la célula con resistencia a los antibióticos. También conocido como los factores R.
• Columna. Contiene genes que codifican proteínas que matan otras bacterias.
• degradante. Permite la digestión de sustancias inusuales como el tolueno.
• Virulencia. Convierte la bacteria en patógenos.

También se pueden clasificar en función de sus grupos funcionales.

• plásmidos de ARN. Los plásmidos también se pueden encontrar como ADN monocatenario y, más frecuentemente, como moléculas de ARN bicatenario, a pesar de que normalmente son moléculas bicatenarias. Estas moléculas no son infecciosas, sin embargo, es casi imposible distinguir un plásmido de ARN aparte de los ARN infecciosos.
• cromides. Solo se encuentra en el 10% de las especies bacterianas. Los crómidos son elementos que existen entre los plásmidos y los cromosomas. Tienen un sistema de replicación similar a un plásmido, portan genes centrales y codifican su ADN de manera similar a los cromosomas. Ocasionalmente llamados megaplásmidos o minicromosomas.

Aplicaciones de plásmidos

Como se mencionó anteriormente, los vectores son plásmidos creados en un laboratorio mediante ingeniería genética. Estos vectores tienen grandes aplicaciones para biotecnología y estudios genéticos. Aprenderemos sobre los usos más populares de los vectores.

Terapia de genes

Los vectores se utilizan para la transferencia de genes con el fin de expresar proteínas que están ausentes en algunas células. La inserción de genes preseleccionados en el genoma humano es específicamente necesaria para varios tipos de terapia génica. En este mecanismo, los plásmidos ayudan en la entrega del gen terapéutico preciso a la célula lesionada en este proceso. No hay mutaciones ni reacciones inmunológicas.

Clonación

Los vectores de plásmidos son la forma más común de clonación bacteriana. Estos vectores presentan simultáneamente un sitio de clonación múltiple que emplea sitios de restricción y permite la inserción de ADN. Luego, todos los plásmidos se entregan a la bacteria mediante un procedimiento conocido como transformación una vez que se ha incorporado el gen. Estas bacterias pueden sobrevivir gracias al marcador seleccionable que proporcionan los plásmidos, que otorgan a las bacterias la capacidad de resistencia a los antibióticos. Las células son expuestas a un medio selectivo después del proceso de transformación, donde los antibióticos actúan como filtro, quedando sólo las bacterias que tienen ADN plasmídico.

Síntesis de proteínas

Las proteínas se sintetizan en grandes cantidades utilizando vectores. Esta es una forma económica de crear grandes masas de proteínas específicas que codifican ciertos genes, como la insulina. Es posible hacer que la bacteria cree muchas proteínas a partir del gen insertado, de forma similar a como produce proteínas para transmitir su resistencia a los antibióticos.