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Genética 2011
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Después de analizar la composición química, la estructura y el funcionamiento de los
ácidos nucleicos, analizaremos su organización y ubicación en los seres vivos.
GENÓFOROS
Es cualquier molécula hereditaria ARN o ADN que codifica las características
principales de los seres vivos inferiores: virus y bacterias.
En los procariotas y virus estos ácidos nucleicos se encuentran desnudos porque
nunca se encuentran ni asociados a proteínas ni envueltos en una membrana o carioteca.
En los eucariotas, en cambio el ADN es el principal ácido nucleico de la célula y se lo
encuentra asociado a proteínas y envuelto por una membrana delimitando una zona
importante de la célula que es el núcleo. Este ADN tiene la particularidad de que cuando la
célula se va a dividir para multiplicarse, se organiza y forma unas estructuras características
llamadas cromosomas por su capacidad para colorearse.
GENÓFORO NO ES LO MISMO QUE CROMOSOMA
GENÓFOROS VIRALES
Los virus poseen una cubierta proteica en la que está encerrada una molécula de
ARN o ADN de estructura simple o doble, lineal o circular.
Los ácidos nucleicos de los fagos, pueden contener bases inusuales que son
sintetizadas por proteínas del fago. En los T-pares el genoma no contiene citosina sino
5´hidorximetilcitosina, mientras que en otros tipos de fagos alguna de las bases está
parcialmente sustituida.
El material hereditario se organiza en forma de cromosomas, los cromosomas son
largas moléculas de ácidos nucleicos que en el caso de los virus interaccionan con las
proteínas de la cápside para conseguir su plegamiento y empaquetamiento y, en algunos
virus, además interaccionan con proteínas de bajo peso molecular (VPg) relacionadas con la
replicación. También existen virus cuyo ADN se asocia con las histonas del huésped para
formar nucleosomas.
VIRUS CON ARN
En estos virus el ARN, puede ser doble, sencillo, lineal o circular, entero o
fragmentado. Y puede actuar de diferentes maneras:
 El ARN se autoduplica sin la intervención del ADN.
 El ARN viral funciona como ARNm, y se replica de forma indirecta utilizando el
sistema ribosomal y los precursores metabólicos de la célula huésped.
 En otros, los virus llevan en la cubierta una enzima dependiente del ARN que dirige el
proceso de síntesis.
 Otros virus del ARN, los retrovirus, pueden producir una enzima que sintetiza ADN a
partir de ARN. El ADN formado actúa entonces como material genético viral.
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polio
rabia
gripe
papera
tumor de las heridas
huésped
humanos
animales
Humanos
humanos
vegetales
TMV
tumores
HIV
Dengue
Gripe AH1N1
tabaco
Vegetales
Humanos
Humanos
Humanos
Características
Lineal sencilla
Lineal sencilla
Lineal sencilla
Lineal sencilla
Lineal doble
Lineal doble
Lineal sencilla
Circular sencilla
Lineal en 2 fragmentos
Lineal sencilla
Lineal en 8 fragmentos
Picornavirus (Polio)
Virus AH1N1
HIV
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Virus del dengue
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VIRUS CON ADN
En estos virus el ADN puede existir en una gran variedad de formas: simple, doble,
parcialmente doble, lineal o circular.
En los virus con ADN simple, no hay complementariedad de bases.
Cuando la cadena de ADN es circular, se lo identifica como una estructura enrollada
en estado superhelicoidal.
T2, T4 y T6
Lambda
Herpes
Viruela
Hepatitis
Parvovirus
huésped
E. coli
E. coli
hombre
hombre
hombre
perros
longitud
56
17
53
89
1,1
Características
Lineal doble
Lineal doble
Circular doble
Circular doble
Circular doble
Circular sencilla
Otros virus conocidos, cuyo material hereditario es ADN doble hélice circular y que también
infectan especies animales son los siguientes:
Herpetovirus (Herpes)
Iridovirus (peste
porcina )
Poxvirus (viruela)
Poxvirus
Bacteriófago T4
RETROVIRUS: son los virus cuyo material hereditario es ARN-ADN
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VIRUS ARN-ADN
Tipo de Molécula
Lineal
Tipo de
Hélice
Sencilla
Tipo de virus
según huésped.
Familia de virus
Animal
Retrovirus (Ribodesoxivirus)
- Sarcoma de Rous (Pollo)
- Leucemia de Rauscher (ratón)
- HIV (virus de inmunodeficiencia
humana causante del SIDA)
Los Retrovirus (Ribodesoxivirus), productores de algunos tipos de cáncer, como el
Sarcoma de Rous en los pollos o la Leucemia de Rauscher en los ratones, tienen como
material hereditario dos segmentos de ARN con un coeficiente de sedimentacion 35S y
en el interior de su cápside esférica se encuentra además una proteína llamada
transcriptasa inversa. Los Retrovirus gracias a la transcriptasa inversa sintetizan ADN
de doble hélice tomando como molde su ARN (transcripción inversa) durante el proceso
de infección de las células animales. Posteriormente este ADN doble hélice producido
por el virus se integra en el ADN de las células huésped.
Los virus de inmunodeficiencia humana (HIV) que causan el SIDA pertenecen a esta
misma familia o categoría. Su material hereditario es ARN, también llevan transcriptasa
inversa en el interior de la cápside y dos moléculas de ARN. Poseen un genoma más
complejo con al menos 7 genes. Al igual que en el caso anterior tiene lugar la
transcripción inversa, la síntesis de ADN doble hélice a partir del ARN del virus y la
integración del ADN sintetizado por el virus en el ADN de la célula humana infectada.
Los virus de esta familia están siendo empleados en experimentos de terapia génica.
Esquema Retrovirus
(SIDA)
Partícula virus SIDA
Retrovirus: Sarcoma de Rous (Pollo)
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VIRUS CUYO MATERIAL HEREDITARIO ES ADN-ARN
VIRUS ARN-ADN
Tipo de
Molécula
Tipo de
Hélice
Tipo de virus según
huésped.
Familia de virus
Circular
Doble (gap)
Animal
Hepatitis B
El virus de la Hepatitis B: Es un virus animal cuyo material hereditario es ADN circular de
doble hélice, aunque realmente se trata de dos hélices sencillas lineales, la hélice de ADN+
(la más corta) y la hélice de ADN- (la más larga) que complementan formando una doble
hélice circular dejando un hueco (gap) de hélice sencilla. Además dentro de la partícula viral
existe una ADN polimerasa. Cuando infecta a las células animales su ADN se termina de
convertir en doble hélice circular gracias a la ADN polimerasa y después se convierte en
ADN doble hélice lineal que sirve de molde para producir una molécula de ARN- (pregenoma del virus). La replicación del virus se realiza por transcripción inversa a partir del
ARN- (pre-genoma). Por consiguiente, la replicación del virus necesita de la transcriptasa
inversa que a partir del ARN- produce el ADN del virus. Por tanto, bajo este punto de vista el
virus de la Hepatitis B es un Retrovirus.
Esquema de replicación del virus de la Hepatitis B
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Partículas del
Virus de la
Hepatitis B
En algunos virus se han detectado proteínas de bajo peso molecular asociadas al ADN o
ARN del virus, dichas proteínas se denominan VPg. Las proteínas VPg se han encontrado
en virus vegetales y animales con ARN de una sola hélice (poliovirus) y en virus ADN de
doble hélice como el Ø29 que infecta a la bacteria Bacillus subtilis, en adenovirus y en el
virus de la Hepatitis B. En todos los casos, las proteínas VPg están unidas al ADN o ARN
mediante un enlace fosfodiéster con la base del extremo 5' P, y juegan un papel en la
iniciación de la replicación del virus.
Virus animales que contienen ADN
Adenovirus humano que pueden causar infecciones en seres humanos desde enfermedad
respiratorias, conjuntivitis, gastroenteritis, cistitis, y sarpullidos, dependiendo del serotipo de
adenovirus que cause la infección.
Papovaviridae, incluye al virus de la verruga vulgar y otros.
Parvoviridae, incluye a los parvovirus como el virus latente de las ratas Kiljema,
virus herpes labial, gingivoestomatitis, queratoconjuntivitis
virus herpes genital.
virus de la varicela y herpes zoster: son variantes del mismo virus.
virus de Epstein-Barr (mononucleosis infecciosa).
Virus de la hepatitis B
Virus animales que contienen ARN
los virus de la gripe
el virus del sarampión, el virus respiratorio sincitial y otros.
Retroviridae, como el virus de los tumores de las mamas de ratones hembras,
virus del SIDA, etc.
Algunos retrovirus son cancerígenos (oncovirus).
virus de la fiebre amarilla,
virus de la encefalitis por garrapatas,
de la encefalitis japonesa,
virus de la rubeola, etc.
el Coronavirus del hombre, virus de la bronquitis infecciosa de las aves, etc.
Virus vegetales
Virus que parasitan células vegetales a las cuáles causan enfermedades.
Constan de un ácido nucleico encerrado en el interior de una cubierta proteica, y
generalmente no presentan ninguna otra envoltura externa. El ácido nucleico puede ser ADN
o ARN, de cadena doble o sencilla, circular o lineal.
Los grupos de virus vegetales, en la mayoría de los casos, se denominan de acuerdo con su
representante más destacado. Por ejemplo, un grupo que esté muy relacionado con el virus
del mosaico del tabaco se conoce como grupo del tabaco.
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Existen varios grupos de virus vegetales, algunos ejemplos son: los Tobamovirus, que tienen
ARN unicatenario lineal, a este grupo pertenece el Virus del mosaico del tabaco.
Los Potyvirus, con ARN unicatenario lineal, como por ejemplo el virus Y de la patata; Los
Comovirus, también con ARN unicatenario lineal, entre los que se incluye el virus del
mosaico de la judía de careta; y los Caulimovirus, que presentan ADN circular bicatenario, y
entre los que se encuentra el virus del mosaico de la coliflor.
TMV ARN lineal Virus del mosaico del tabaco
Potyvirus uc ARN lineal Virus Y de la patata
Comovirus uc ARN lineal Virus del mosaico de la judía de careta
Caulimovirus bc ADN circular Virus del mosaico de la coliflor
EJEMPLOS DE VIRUS
Virus del dengue
Replicación.
El virus entra en la célula por endocitosis mediada por receptores. La cubierta se funde con
la membrana del endosoma. Al acidificarse el medio de la vesícula se libera la
nucleocápside en el citoplasma. Los ribosomas se unen al genoma viral, fabricándose las
poliproteínas
tempranas
p230 y p270. Las poliproteínas se fraccionan para dar lugar a las proteínas no estructurales,
entre las que se incluyen una polimerasa que transcribe el genoma, formando una plantilla
de RNA negativo.
La proteína C (cápside) se traduce primero exponiendo el lugar de escisión sobre el que
actuará una proteasa, y luego un péptido señalizador para la asociación con el retículo
endoplásmico. Las glucoproteínas E se sintetizan más adelante, se glucosilan, se procesan
en el aparato de Golgi y se transfieren a la membrana plasmática. Las proteínas de la
cápside se ensamblan sobre el genoma de 42S y se asocian a regiones de las membranas
plasmática y citoplásmica que contiene las proteínas E1-3 y el virus se libera por lisis celular.
Interacción hospedero-virus.
Las hembras del mosquito Aedes adquieren el virus del dengue al picar a un
hospedero vertebrado virémico. El virus infecta las células epiteliales del intestino medio del
mosquito, se disemina a través de la lámina basal hacia la circulación e infecta las glándulas
salivales; en este sitio se establece una infección persistente con replicación importante en
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estas células. Tras picar al hospedero, la hembra del mosquito regurgita saliva llena de virus
hacia la sangre de la víctima. El virus circula en forma libre por el plasma y entra en contacto
con células susceptibles, tales como células endoteliales de capilares, macrófagos,
monocitos y otras células del sistema fagocítico mononuclear.
El riesgo de dengue hemorrágico (DH) es mayor en el caso del serotipo DEN-2,
seguido de DEN-3, DEN-4 y DEN-1. Los individuos infectados con un serotipo mantienen
una memoria inmunológica prolongada que evita que sean infectados por el mismo serotipo
y hay un corto periodo de protección cruzada contra los serotipos heterólogos, después del
cual son completamente susceptibles a la infección con los otros 3 serotipos.
Virus AH1N1
El genoma del virus de la gripe influenza AH1N1está contituído por ARN fragmentado
en 8 partes
HIV
El virión es esférico, dotado de una envoltura y con
una cápside proteica. Su genoma en una cadena de
ARN
monocatenario
que
debe
copiarse
provisionalmente a ADN para poder multiplicarse e
integrarse en el genoma de la célula que infecta. Los
antígenos proteicos de la envoltura exterior se
acoplan de forma específica con proteínas de la
membrana de las células infectables, especialmente
de
los
linfocitos
T4.
El proceso de conversión de ARN en ADN es una
característica principal de los retrovirus y se lleva a
cabo mediante acciones enzimáticas de transcriptasa inversa. Con la demostración de la
existencia de la transcriptasa inversa, se inició en la década de 1970 la búsqueda de los
retrovirus humanos, que permitió el aislamiento en 1980 del virus de la leucemia de células T
del adulto, HTLV-I (R. Gallo y cols.)
El VIH tiene un diámetro de aproximadamente 100 nanómetros. Su parte exterior es la
"cubierta", una membrana que originalmente pertenecía a la célula de donde el virus
emergió. En la cubierta se encuentra una proteína del virus, la gp41, o "glicoproteína
transmembrana". Conectada a la gp41 está la gp120, la cual puede unirse al receptor CD4
localizado en la superficie de los linfocitos T para penetrar en ellos. El núcleo tiene la
"cápside", compuesta por la proteína p24. En su interior está el ARN, la forma de
información genética del VIH.
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En diciembre de 2006, de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, había
39,5 millones de personas con VIH en el mundo, de las cuales 24,7 millones vivian en África
Subsahariana.
Estructura del virión
El virión (partícula infectante) del VIH difiere en su estructura de los previamente
conocidos de otros retrovirus. Mide unos 120 nm de diámetro y es aproximadamente
esférico.
Su genoma se basa físicamente en dos copias de ARN monocatenario positivo (su
secuencia es como la del ARN mensajero correspondiente) arropadas por proteínas, que
forman la nucleocápside, y encerradas dentro de una cápside troncocónica, a su vez
rodeada por una envoltura de bicapa lipídica, robada primero a la membrana plasmática de
la célula huésped, pero dotada de proteínas propias. Dentro de la envoltura hay también
enzimas propias del virus, incluidas una transcriptasa inversa, una integrasa — dentro de la
cápside — y una proteasa. La primera es necesaria para la retrotranscripción, la síntesis de
ADN tomando el ARN vírico como molde, y la segunda para que el ADN así fabricado se
integre en el genoma humano convirtiéndose en provirus.
Genoma y composición
El genoma del VIH-1, cuando está integrado en el ADN del huésped, es decir en tanto
que provirus, mide 9,8 kpb (9.800 pares de nucleótidos). Ambos extremos aparecen
flanqueados por secuencias repetitivas (LTR, por long terminal repeats). El provirus contiene
9 genes. Tres de ellos codifican para proteínas estructurales comunes a todos los retrovirus
(los genes gag, pol y env), siendo los seis restantes genes no estructurales, que codifican
para dos proteínas reguladoras (genes tat y rev) y cuatro para proteínas accesorias (genes
vpu, vpr, vif y nef).
El genoma del VIH-2 es algo más largo (10,3 kpb) y le falta el gen vpu, presentando
en su lugar otro llamado vpx.
Proteínas estructurales
Las proteínas estructurales son codificadas por los genes gag, pol y env, y su
secuencia cubre la mayor parte del genoma viral, quedando sólo una parte menor para el
resto de los genes.
Dentro de la cápside, además de las dos copias idénticas del ARN viral hay
ejemplares de tres enzimas necesarias para la multiplicación del virus: una transcriptasa
inversa, una integrasa y una proteasa. Estas enzimas, así como una ARNasa se producen a
partir de la proteína Pol, después del corte de una proteína precursora mixta derivada de la
cotraducción, una de cada 20 veces, de los genes gag y pol. La propia proteasa vírica rompe
la proteína anterior, con una eficiencia limitada, para obtener las proteínas Gag (p55) y Pol.
Luego la proteína precursora Pol es cortada a su vez para formar las cuatro proteínas
funcionales citadas: La proteasa (p10) (una parte de los fármacos empleados contra el VIH
son inhibidores de su función); la transcriptasa inversa (p50) cuya función es la síntesis del
ADN de doble cadena del provirus usando como patrón la cadena singular del ARN viral.
También existen múltiples fármacos contra la actividad de la transcriptasa inversa. ;ARNasa
(p15), que como se ha dicho separa las cadenas de ARN de las de la ADN durante la
transcripción inversa. La integrasa (p31) realiza la inserción del ADN proviral en el genoma
de la célula huésped. No se requiere ATP para su actividad y debe cumplir sucesivamente
tres funciones:
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GENÓFOROS BACTERIANOS
LOS CROMOSOMA DE LAS BACTERIAS: ORGANIZACIÓN EN DOMINIOS
La información hereditaria de las bacterias se encuentra
fundamentalmente en un único cromosoma consistente en
una molécula de ADN doble hélice circular. El tamaño de
esta molécula varia según la especie bacteriana de 0,1 x 10 9
a 8 x 109 dalton. Una de las bacterias más estudiadas desde
el punto de vista genético es Escherichia coli cuyo ADN
mide 1.100  de longitud y tiene 3.200.000 pares de
nucleótidos.
E. coli dividiéndose (nucleoides en el centro)
La circularidad del cromosoma de E. coli se demostró mediante estudios genéticos de
construcción de mapas de tiempo mediante la técnica de la conjugación interrumpida (Jacob
y Wollman, 1958). Sin embargo, la primera evidencia citológica de la circularidad del
cromosoma de E. coli se obtuvo más tarde (Cairns, 1963) marcando radiactivamente el
ADN, realizando una autorradiografía y analizando los resultados al microscopio óptico.
La deshidratación requerida por las técnicas citológicas necesarias para la observación al
microscopio electrónico de la organización cromosómica de las bacterias produce un
desplegado o disgregación del nucleoide bacteriano que dificulta los análisis. Por esta
causa, no ha sido posible determinar mediante microscopía electrónica la estructura del
nucleoide bacteriano.
La extracción del nucleoide se realiza mediante un lisado de la pared celular con
detergentes y lisozimas y posterior centrifugación en un gradiente de sucrosa. El 60 % del
nucleoide es ADN, un 30 % es ARN (incluido el ARN producto de la transcripción), del 5 al
10 % es proteína (un 90% de la proteína corresponde a polipéptidos de la ARN polimerasa)
y 1% son lípidos (probablemente contaminaciones de membrana).
El estado más o menos relajado, desplegado o disgregado del nucleoide bacteriano
puede deducirse de su comportamiento después de ciertos tratamientos y posterior
centrifugación en gradiente de sucrosa. Cuanto más compactado está el nucleoide menos
viscoso es, menos rozamiento ofrece cuando migra en el tubo de centrifuga a través de la
solución saturada de sucrosa y, por tanto, presenta una mayor velocidad de sedimentación.
Cuanto más relajado o disgregado está el nucleoide más viscoso es, ofrece un mayor
rozamiento en su migración y disminuye su velocidad de sedimentación.
Nucleoide fuera de la célula
ADN circular en E. coli
(replicación)
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Cuando el nucleoide se trata con ARNasa, enzima que digiere específicamente ARN,
la velocidad de sedimentación disminuye de 1.600 S a 160 S en una relación directa al
tiempo de tratamiento con ARNasa.
El tratamiento con reactivos que disocian o degradan proteínas también produce un
desplegado o relajamiento del ADN del nucleoide que se traduce también en una
disminución de la velocidad de sedimentación. Este dato indicaría que también las proteínas
podrían jugar un papel en el enrollamiento o plegamiento del nucleoide.
El tratamiento del nucleoide con bromuro de etidio produce también una disminución
de la velocidad de sedimentación. Este cambio en la velocidad de sedimentación es típico de
ADN superenrollado.
Cuando se trata con ADNasa que
produce roturas a nivel de una
sola hélice, también se relaja la
estructura
y
disminuye
la
velocidad de sedimentación, pero
se necesitan muchas roturas para
relajar todo el superenrollamiento
del
nucleoide.
Este
superenrollamiento del nucleoide
se produce en parte por una
cuestión de tipo mecánico. Si
imaginamos
dos
cuerdas
paralelas (cada una de las hebras
de la doble hélice de ADN) y las
enrollamos girando los extremos
en sentido contrario (como si
quisiéramos hacer una trenza,
modelo estructural de la doble
hélice) y, por último, unimos los
extremos para forma un circulo, observaremos que debido a la tensión producida se forman
inmediatamente nuevos superenrollamientos. Este resultado parece sugerir que el
cromosoma de E. coli está formado por distintos dominios que a su vez están
superenrollados. La rotura en una sola hélice de un dominio relajaría el superenrollamiento
de ese dominio y no de los otros.
El número de dominios que se estima que existen en el cromosoma de E. coli es variable (12
a 80) y depende de las condiciones experimentales de aislamiento y purificación.
El papel del ARN en la estructura del nucleoide no esta claro, ya que se encuentra ARN
mensajero (ARN-m), ARN transferente (ARN-t) y ARN ribosómico (ARN-r) unido al ADN
mediante la ARN polimerasa. Se ha postulado que el ARN podría encontrarse en la base de
los dominios estabilizándolos, sin embargo, algunos investigadores creen que la causa que
mantiene estables los dominios no está identificada. De manera, que los dominios se
mantendrían unidos en su base a través de fuerzas desconocidas.
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Dominios e interacción del ADN con proteínas básicas
PROTEÍNAS BACTERIANAS SEMEJANTES A LAS HISTONAS
Por último, en bacterias se han encontrado proteínas con características muy
semejantes a las histonas de los organismos eucariontes. Por esta causa se piensa que
estas proteínas podrían unirse al ADN y formar una especie de cromatina primitiva. Estas
proteínas son las siguientes: la HU que es un dímero de subunidades diferentes y semejante
a la histona H2B, la proteína H dímero de subunidades idénticas y semejante a la histona
H2A, la proteína P semejante a las protaminas, la subunidad H1, el dímero HLP1 y el
monómero HLP1.
PROTEÍNAS BÁSICAS DETECTADAS EN BACTERIAS
Contenido
células
Proteína Composición
por Semejanza con
eucariontes
HU
Dímero subunidades  y  de 9.000 d. 40.000 dímeros
Histona H2A
H
Dímero subunidades
28.000 d.
Histona H2B
IHF
Subunidad  de 10.500 d. Subunidad
Desconocido
 de 9.500 d.
Desconocida
H1
Subunidad de 15.000 d.
10.000 copias
Desconocida
HLP1
Monómero de 15.000 d.
20.000 copias
Desconocida
P
Sububnidad de 3.000 d.
Desconocido
Protaminas
Tamaño genómico
idénticas
de
30.000 dímero
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El tamaño genómico de las bacterias se diferencia de una especie a otra, en un rango que
va de 0,6 hasta 13.106 pares de bases (pb). La mayoría de los genomas bacterianos tienen
el mismo orden de tamaño que el de Escherichia coli (esto es 4,6.106 kb).
El número de genomas por célula difiere igualmente de una especie a otra y depende de las
condiciones de cultivo.
A efectos comparativos la tabla siguiente muestra el tamaño genómico de Escherichia coli y
de una serie de eucariotas.
Organismo
Tamaño genómico
Escherichia coli
4,6.106 pb
Neurospora crassa
19.106pb
Aspergillus niger
40.106pb
Homo sapiens
2,9.109pb
Zea maiz
7.109pb
LOS PLASMIDIOS
Además del cromosoma bacteriano principal (nucleoide) se han encontrado otras
moléculas más pequeñas de ADN doble hélice circular que se replican de forma autónoma e
independiente a la del cromosoma principal y que pueden, en algunas situaciones,
integrarse en el cromosoma principal bacteriano y a partir de ese momento replicarse al
mismo tiempo. Este tipo de material hereditario ha recibido el nombre de elementos
genéticos extracromosómicos, queriendo indicar que están además del cromosoma
principal. El tamaño de los plasmidios es muy variable (2.000 a 100.000 pares de bases) y el
número de plasmidios que se encuentra en el interior de una bacteria es también variable y
depende del tamaño del plasmidio, si los plasmidios son grandes suele haber u o dos copias
por bacteria y si son pequeños pueden encontrarse hasta 20 copias por célula bacteriana.
Los plasmidios se pueden se clasifican según las funciones o el tipo de información que
llevan en:



Factores de Fertilidad o factores F.
Factores de resistencia de transferencia a drogas, factores RTF o factores R.
Factores colicinógenos, factores Col o factores Cf. Las colicilinas son sustancias que
matan a las bacterias. Naturalmente las bacterias productoras de colicilinas son
inmunes a ellas. La capacidad de replicación autónoma de los plasmidios los ha
convertido en vehículos para clonar genes o piezas de ADN. De forma que gracias a
ellos es posible conseguir una gran cantidad del ADN deseado en poco tiempo.
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Esquema de integración de un plasmidio
Otra característica importante es que tienen la capacidad de integrarse en distintos
puntos del cromosoma bacteriano principal o en otros plasmidios. Esta movilidad se debe a
la existencia en su interior de secuencias de inserción y transposones que les permiten
cambiar de posición ciertos segmentos de su ADN e integrarlos en otras moléculas de ADN
constituyendo elementos genéticos móviles.
Plásmidos
Son elementos genéticos accesorios extracromosómicos, pequeños fragmentos circulares
de ADN, que están presentes prácticamente en todas las células bacterianas. Contienen de
2 a 30 genes. Algunos tienen la capacidad para incorporarse o salir del cromosoma
bacteriano. Se denomina episoma a un plásmido incorporado al cromosoma bacteriano. Los
plásmidos se replican en manera similar al cromosoma bacteriano. En Escherichia coli se
han reconocido muchos plásmidos, entre ellos el F ("factor sexual") y el R (resistencia a los
antibiótico). El plásmido F contiene 25 genes, algunos de los cuales controlan la producción
de los pilis , "tubos" que se extienden desde la superficie de las células bacterianas
"machos"( F+), a la de las células bacterianas hembras ( F-).
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Conjugación en una cepa de Escherichia
coli (M.E 27.700x)
La resistencia a los antibióticos ha sido encontrada en gérmenes patógenos causantes de
enfermedades tales como: tifoidea, meningitis, gonorrea y otras. Actúan proporcionando la
información necesaria para destruir el antibiótico o para circunvalar el bloqueo que produce
el antibiótico en la vía metabólica bacteriana.
El plásmido R confiere, a las células que lo poseen, resistencia a los antibióticos o
drogas. Un plásmido R puede llegar a tener hasta 10 genes que confieren resistencia.
Los plásmidos R pueden transferirse a otra bacteria de la misma especie, a virus e
inclusive, a bacterias de diferentes especies.