Mecanismos de transferencia natural

9.1 Mecanismos de transferencia natural.

9.1.1 Transformación.

La transformación en genética se refiere a la alteración genética de una célula que resulta de la introducción y expresión de material genético externo (DNA). En bacterias, la transformación se refiere en el intercambio genético producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN, de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio donde vive.

9.1.2 Conjugación.

En este proceso, una bacteria donadora F+ transmite a través de un puente o pili, un fragmento de ADN, a otra bacteria receptora F-. La bacteria que se llama F+ posee un plásmido F, además del cromosoma bacteriano.

La duraciónón del contacto entre bacteria dadora y bacteria receptora condiciona la importancia del fragmento cromosómico transmitido. El estudio de la conjugaciónón ha permitido establecer los mapas cromosómicos de ciertas bacterias. Ciertamente, la conjugaciónón juega un papel en la aparición en las bacterias de resistencia a los antibióticos.

9.1.3._Transducción.

En 1951 Joshua Lederberg y su colaborador Zinder estaban investigando en Salmonella la posible existencia de un sistema de conjugación al estilo del que se acababa de descubrir en su pariente Escherichia coli. Mezclaron dos cepas de Salmonella, cada una con un juego distinto de marcadores genéticos. (Eureka! Obtuvieron recombinantes. Descartaron que se tratara de transformación, ya que los resultados eran similares si añadían DNAsa al sistema. Entonces, ¿era un fenómeno de conjugación? Realizaron el experimento del tubo en “U”, con una membrana separando los dos brazos de la U, en cada uno de los cuales se colocaba una de las cepas. La membrana impide el paso de bacterias y los contactos intercelulares directos entre las dos cepas. Pues bien... seguía habiendo recombinantes. Esto descartaba, pues, que se tratara de conjugación. Se postuló que debía de existir un “agente filtrable” resistente a las nucleasas, responsable último de la transferencia genética.

La transducción se puede definir como el proceso de transferencia genética desde una célula donadora a otra receptora mediatizado por partículas de bacteriófagos que contienen ADN genómico de la primera. En la transducción podemos distinguir dos etapas diferenciadas:

1.      Formación de la partícula fágica transductora: un trozo de material genético de la célula donadora se introduce en el interior de la cabeza de la cápside de un fago. Las partículas transductoras son en cierta manera “subproductos” anómalos del ciclo normal del fago.

2.      La partícula transductora inyecta de forma habitual el ADN que porta a la célula receptora, donde este ADN puede eventualmente recombinarse y expresar su información.

Siguiendo con la buena racha de descubrimientos, pocos años más tarde (1956), el mismo Lederberg (esta vez junto con su mujer, y con Morse) hallaron un tipo nuevo de transducción, mientras estaban estudiando el sistema del fago moderado l y su hospedador, E. coli. Este tipo de transducción recibió el nombre de transducción especializada.

Se caracteriza porque en ella se puede transferir cualquier trozo de genóforo bacteriano, con tal de que tenga un tamaño compatible con la capacidad de “empaquetado” de ADN de la cápside del fago. La partícula transductora (pseudovirión) se forma por empaquetamiento anómalo de ADN genofórico bacteriano. En el interior de la cabeza del pseudovirión sólo existe ADN bacteriano, sin ADN del fago. Las partículas transductoras sólo se forman como consecuencia de infecciones líticas del fago.

Recordemos que fue descubierta por el equipo de Lederberg (1956), mientras hacían experimentos de inducción de células de E. coli lisogenizadas con el fagol. Este tipo de transducción consiste en la transferencia -mediatizada por fagos moderados producidos en la inducción de un cultivo lisogénico-, de un número limitado de marcadores, correspondientes a los loci genéticos adyacentes al sitio de integración del profago. La transducción restringida nunca ocurre por infecciones líticas. El ADN transducido va unido a ADN del fago.

La transducción especializada con el fago l permitió los primeros aislamientos (“clonaciones”) de genes in vivo, pero por supuesto, desde mediados de los años 70 la clonación de genes se realiza ya con métodos de ADN recombinante (ingeniería genética).

9.1.5 Transfección.

La Transfección es una técnica empleada para introducir fragmentos de ADN adicional en células de mamíferos. El vehículo que transporta el nuevo ADN es un virus capaz de infectar a la célula. La información genética del virus es modificada previamente, sustituyendo genes que codifican proteínas implicadas en la virulencia y en la replicación del virus por genes de interés que se desea insertar en el mamífero. En muchos casos se transfectan genes que codifican proteínas con función terapéutica o genes necesarios para restaurar una deficiencia génica.