Sabemos que a diario convivimos con un montón de organismos diminutos llamados bacterias (ver Saber Más, 1:16-18), pero ¿Conocemos qué los ayuda a ser más fuertes y capaces de vivir en todos lados? Las bacterias son microorganismos que se adaptan fácilmente a las distintas condiciones de su ambiente (ver Saber Más 21:10-16) ¿Quién apoya a las bacterias a ser más poderosas?... Parte de la respuesta son “los plásmidos”. 

¿Qué son los plásmidos?

Los plásmidos son moléculas de material genético (ADN) que se replican independientes del cromosoma bacteriano (ADN que contiene los genes esenciales para la supervivencia de la bacteria).

La palabra plásmido fue dada a conocer por primera vez por el biólogo molecular norteamericano Joshua Lederberg en 1952 (quien obtuvo el premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1958). En 1957, durante una epidemia de disentería en Japón, un grupo de investigadores descubrió que ciertas formas bacterianas eran resistentes a los antibióticos empleados para tratar esta enfermedad. Tiempo después se encontró que esta resistencia se debía nada más y nada menos que a los mencionados plásmidos. 

 Sólo tienen lo esencial

Así como todas las personas tenemos características similares que son las que nos definen como humanos, también hay características diferentes que nos hacen distintos entre sí; por su parte los plásmidos poseen propiedades semejantes que están presentes en todos ellos, pero también contienen características que los hace ser especiales. Algunas de estas características son las siguientes:

  • La mayoría son muy pequeñitos en comparación con el cromosoma bacteriano. Esto lo podemos apreciar mejor en la siguiente figura y, aunque casi todos ellos son circulares, hay algunos lineales.
  • Cada plásmido contiene al menos una secuencia de ADN que sirve como un origen de replicación lo cual permite al ADN ser reproducido en forma independientemente del cromosoma.
  • Poseen genes que dan ventajas a las bacterias que los contienen, de lo que hablaremos más adelante. 

Los hay de todo tipo

Los plásmidos han sido encontrados en casi todas las bacterias y Arqueas, además de que también pueden estar presentes en levaduras (hongos microscópicos) (ver Saber Más, 13:7-9). Por lo tanto, si se han encontrado en una cantidad enorme de bacterias, se conocen muchísimos plásmidos diferentes también. Por ejemplo, de Escherichia coli se han aislado más de 300 plásmidos.

Debido a su gran número en la naturaleza, una de las clasificaciones que se les ha dado es de acuerdo al tipo de genes que contiene: 

  • Los plásmidos de resistencia son aquellos que le permiten a la bacteria hacerle frente a un veneno, un antibiótico, metales pesados tóxicos, etc.
  • Los plásmidos degradativos ayudan a la célula bacteriana a digerir sustancias que no son habituales en su entorno. Por ejemplo, Burkholderia xenovorans tiene un plásmido que le auxilia a degradar compuestos sintéticos contaminantes como los compuestos policlorados.
  • También existen plásmidos que producen toxinas (sustancias tóxicas).
  • Y también están los plásmidos de virulencia, que son la causa de que una bacteria tenga mayor capacidad para causar una enfermedad. 

Los grandes aliados de las bacterias

Los plásmidos, en general, no contienen información esencial para el crecimiento de las bacterias, entonces ¿Cómo pueden ser sus aliados?

Como ya se había mencionado, los plásmidos rara vez contienen genes necesarios para el crecimiento bacteriano, ya que los genes esenciales se encuentran en el cromosoma; sin embargo, estos elementos les dan ventajas a las bacterias en condiciones de crecimiento determinadas.

El ejemplo más común es el de los plásmidos que contienen genes de resistencia a un determinado antibiótico, de manera que el plásmido únicamente supondrá una ventaja en presencia de ese antibiótico. La resistencia a los antibióticos se ha encontrado en bacterias patógenas causantes de enfermedades como: tifoidea, meningitis, gonorrea y otras.

Los plásmidos actúan proporcionando la información necesaria para modificar o destruir el antibiótico para que éste no dañe a la bacteria. La resistencia a los antibióticos hoy en día representa un serio problema de salud pública a nivel mundial (ver Saber Más, 14:4-5). Como podemos ver, los plásmidos definitivamente son esos compañeros que siempre están con las bacterias para ayudarlas en su entorno.

¿En qué nos pueden ayudar los plásmidos?

Al parecer, los plásmidos benefician a las bacterias, pero ¿Será que también nos puedan ayudar a nosotros?

Aunque parezca un poco ilógico ¡Sí pueden!

Sólo daré dos ejemplos. Los plásmidos tienen aplicación en ingeniería genética, a la fecha, se han construido incontables plásmidos artificiales en los laboratorios de biología molecular o de ingeniería genética llamados vectores, que son fáciles de manipular y a los que se les pueden introducir nuevos genes de nuestro interés. Un ejemplo muy importante es la insulina que es empleada para el tratamiento de la diabetes, éste fue el primer caso de una proteína producida por ingeniería genética, aprobada para uso en humanos desde 1982. De esta forma, los plásmidos pueden ser auxiliares en el control de enfermedades. Por otro lado, en 1999, investigadores reportaron que un plásmido bacteriano contiene los genes necesarios para la degradación de naftaleno, bifenilo y tolueno que son contaminantes del ambiente, Por lo tanto, los plásmidos también pueden ser usados en biorremediación, una tecnología dirigida a proteger nuestro planeta.

Saber mas

Betancor M. et al. 2008. Genética Bacteriana. Temas de Bacteriología y Virología Médica. Capítulo 4:59-80. http://130.206.160.21/rid=1NQMWD86S-1N93KN5-R6/GeneticaBacteriana.pdf 

Loeza-Lara P. et al. 2004. Mecanismos de replicación de los plásmidos bacterianos. REB 23 (2): 71-78. http://www.facmed.unam.mx/publicaciones/ampb/numeros/2004/06/71-78_PEDRO_D.pdf 

Brock, 2009. Biología de los microorganismos. 12 Ed. pp.198-199,308-311. 

La M. en C. Karen Cecilia Hernández Ramírez es Estudiante del Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas, en el Instituto de Investigaciones Químico Biológicas de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.

 

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