BioUnalm for dummies #2 – Transformación genética bacteriana

Una de las técnicas de las cuales hacemos mención en varios artículos publicados en el blog, es la transformación genética de las bacterias que, básicamente, consiste en insertarle un gen que no le corresponde, el cual puede ser de una especie relacionada o de otra muy distante, para así poder expresarlo en un microorganismo que sea más fácil de cultivar, y poder producir una determinada proteína para poder aislarla, estudiarla y hasta comercializarla.

Las bacterias tienen tres principales mecanismos de captación de genes ajenos. Una es la conjugación, la cual se caracteriza por el paso de uno o varios genes mediante plásmidos o transposones a través del contacto directo entre dos o más bacterias. Es lo más cercano al sexo en las bacterias. Para que se de este mecanismo, una de las bacterias debe ser la donadora y otra la receptora. La donadora debe tener la capacidad de formar un pili sexual, que es una extensión de la membrana citoplasmática.  Este pili sexual hace el primer contacto con la bacteria receptora y las acerca una contra la otra hasta establecer el contacto.

El segundo mecanismo es la transducción, el cual consiste en el paso de un gen de una bacteria a otra a través de un virus bacteriano llamado fago. Este mecanismo es un poco más raro pero puede transferir genes muy importantes de una bacteria a otra. Los fagos, al infectar una bacteria, insertan su ADN en el genoma del huésped convirtiéndose en un profago (fase lisogénica), el cual se mantiene ahí, replicándose a medida que se divide la bacteria y, por algún mecanismo tal como el estrés, se activan y se expresan (fase lítica). Generan proteínas que forman una cápsula que empaquetará el ADN del fago para así poder infectar otra bacteria. Al momento de empaquetar el ADN del fago, también puede empaquetar ADN de la bacteria, y este ADN puede ser transferido a otras bacterias.

Finalmente, el tercer mecanismo es la transformación, la cual consiste en la captura de ADN que se encuentra libre en el ambiente, sin la necesidad que sea transferido por otra bacteria o por un fago. Para esto, la bacteria debe ser competente, lo cual significa que debe estar en un estado que facilite el paso del ADN a través de la membrana citoplasmática. La competencia se logra ya sea mediante la activación de genes que formen estructuras llamadas transformosomas, las cuales capturan el ADN libre; o mediante algún sistema que permeabilice la membrana citoplasmática para permitir el paso del ADN.

Sin embargo, se puede permeabilizar la membrana citoplasmática mediante el uso de iones como el Calcio o a través un campo eléctrico. Esto es muy usado por los investigadores para insertar genes en cualquier bacteria. Recordemos que las membranas citoplasmática son anfipáticas (tienen una región con carga eléctrica o polar, y otra sin carga o apolar). Como el ADN tiene carga negativa, necesita neutralizarse para poder pasar a través de la región apolar de la membrana citoplasmática y esto se logra con iones positivos o con un campo eléctrico.

Pero el ADN  no puede transferirse así por así, lo mejor es hacerlo a través del uso de vectores de transformación, los cuales pueden ser plásmidos (pequeñas moléculas de ADN circular que no se integran al genoma bacteriano) o cósmidos (igual a los plásmidos pero si se integran al genoma de la bacteria).

Para saber más sobre estos mecanismos de transferencia de genes, visiten el siguiente link que incluye videos muy didácticos: http://bit.ly/id439p

Así que el presente video les mostrará parte de cada uno de estos mecanismos, enfocándonos principalmente en la transformación genética, que es la más usada en los trabajos de investigación.

Recuerden que BioUnalm for dummies sale cada 15 días (a mediados y fines de mes). Puedes proponer un tema para el siguiente episodio.