Elementos Genéticos Móviles en Bacterias: Plásmidos, Virus y Transposones

Elementos Genéticos Móviles en Bacterias

Plásmidos

Los plásmidos son moléculas de ADN circular extracromosómico que pueden integrarse al cromosoma bacteriano. Un plásmido integrado se denomina episoma. Si el plásmido contiene el factor F, la bacteria se denomina Hfr (High Frequency of Recombination) si este factor está fuera del cromosoma, la bacteria se denomina F+.

Tipos de Plásmidos:

• Factor F
• Plásmidos R (resistencia a antibióticos)
• Plásmidos de virulencia
• Plásmidos Col
• Plásmidos metabólicos

Factor F

El factor F es un plásmido conjugativo que contiene la región tra con los genes requeridos para la conjugación y la secuencia oriT (origen de transferencia).

Conjugación

La conjugación de una bacteria F+ a una F- se realiza mediante un pili sexual. Durante la conjugación, se transfiere una hebra del plásmido F, dando como resultado dos bacterias F+. Este proceso se puede utilizar para mapear genes mediante la técnica de conjugación interrumpida. Al interrumpir la conjugación en diferentes tiempos y observar qué propiedades se han transferido, se puede determinar el orden de los genes en el cromosoma bacteriano. Esta técnica se denomina mapeo Hfr y es útil para la genética bacteriana, ya que permite la incorporación de nuevos genes al cromosoma.

Virus

Los virus que infectan bacterias se denominan bacteriófagos. Un bacteriófago está compuesto por una cápside proteica que envuelve el material genético (ADN o ARN). El conjunto de la cápside y el material genético se denomina nucleocápside.

Ciclo Lítico

En el ciclo lítico, el genoma viral se replica utilizando la maquinaria de la célula huésped. Se producen numerosas copias del genoma viral y se sintetizan las proteínas virales. Luego, se ensamblan las nuevas partículas virales y se produce la lisis de la célula huésped, liberando los nuevos virus.

Ciclo Lisogénico

En el ciclo lisogénico, el genoma viral se integra al genoma bacteriano. El ADN viral integrado se denomina profago. El profago se replica junto con el cromosoma bacteriano y se transmite a las células hijas durante la división celular.

Conversión Fáguica

La conversión fágica se refiere a la adquisición de nuevas características por parte de una bacteria debido a la integración de un profago en su genoma. El profago puede contener genes que codifican para toxinas, enzimas u otras proteínas que confieren nuevas propiedades a la bacteria.

Transposones

Los transposones son elementos genéticos móviles que pueden cambiar de posición dentro del genoma. Los transposones están flanqueados por secuencias invertidas repetidas (SIR) y contienen el gen de la transposasa, la enzima responsable de la transposición.

Secuencias Invertidas Repetidas (SIR)

Las SIR son secuencias de ADN complementarias que se encuentran en los extremos de los transposones. Las SIR son reconocidas por la transposasa y son esenciales para la transposición.

Tipos de Transposones

• Simples: Contienen solo el gen de la transposasa y las SIR. No confieren nuevas características a la bacteria.
• Compuestos: Además del gen de la transposasa y las SIR, contienen otros genes, como genes de resistencia a antibióticos o genes metabólicos. Pueden conferir nuevas características a la bacteria.

Mecanismos de Transposición

• Clase 1 (Cortar y Pegar): La transposasa reconoce las SIR y forma un bucle en el ADN. Luego, corta el ADN en las SIR y une el transposón al nuevo sitio de inserción.
• Clase 2 (Transcripción Inversa): El transposón se transcribe a un ARN intermedio. Luego, la transcriptasa inversa convierte el ARN en ADN, que se inserta en un nuevo sitio del genoma. Este mecanismo es común en virus.

Bacteriófago Mu

El bacteriófago Mu es un ejemplo de un transposón que se integra al genoma bacteriano. El fago Mu utiliza la transposición para replicarse y puede causar mutaciones al insertarse en diferentes sitios del genoma.