Células competentes

Introducción El tema de esta exposición es la formación de nuevas ordenaciones de genes por desplazamiento de grandes bloques de ADN. Primero se hablará del proceso de la recombinación genética, en la que se forma una molécula nueva de ADN por separación y reagrupamiento de las cadenas de ADN continuaremos con con la enzimología del proceso y por último se hablará acerca de los tres procesos de transferencia del material genético en los microorganismos a saber la conjugación, transformación y transfección. Mediante la recombinación genética, se forman nuevas moléculas de ADN por rotura y reunión de las hebras de ADN. La recombinación genética se favorece notablemente con la homología de largas secuencias de las moléculas de ADN que interaccionan entre sí.

Las bacterias, que normalmente son haploides han elaborado un mecanismo para el intercambio de información información genética. Así, Así, pueden adquirir ADN exógeno a través de la conjugación, transducción y la transformación. En todos estos procesos, el ADN exógeno se incorpora al cromosoma o a un plásmido de la célula receptora mediante recombinación general. La recombinación general se define como el intercambio de segmentos homólogos entre dos moléculas de ADN. ADN Recombinante Enzimologia Pruebas de complementación Las pruebas de complementación sirven para determinar si las diferentes mutaciones se encuentran en el mismo gen funcional. Células competentes competentes La competencia es un estado fisiológico especial que presentan algunas bacterias de forma natural, y que podemos inducir en otras, y que las hace especialmente permeables a la entrada de plásmidos. Esta permeabilidad se debe a alteraciones que sufre la membrana celular. Al ser un estado fisiológico especial, no todas las bacterias lo presentan, pero si podemos conseguir mediante el proceso de transformación que ciertas bacterias que no son competentes, adquieran este rasgo de forma temporal. tem poral. La entrada al estado de competencia viene codificada a nivel genético (por los genes del genóforo) y está marcada por ciertas condiciones condiciones ambientales. ambientales. Otras muchas bacterias no se se hacen hacen competentes bajo las condiciones ordinarias de cultivo, pero que pueden hacerse competentes mediante una serie de tratamientos sumamente artificiales, tales como la exposición de las células a elevadas concentraciones de cationes divalentes.

Sistema de transformación natural Se ha visto que en las cepas en crecimiento de la bacteria Streptococcus pneumoniae (bacterias gram positivas) se hacen competentes rápidamente durante la fase exponencial de c recimiento. LA Conversión de células no competentes en competentes se encuentra determinado por una proteína llamada factor de competencia, producido de forma constante y excretada al medio por las células. No obstante, solo se desarrolla la competencia cuando la densidad de la población se eleva hasta llegar a un cierto valor crítico. Se sintetiza un conjunto de unas doce proteínas, que realizan el proceso de transformación. Con estas proteínas, las células competentes pueden absorber ADN bicatenario en diferentes sitios de su superficie externa y luego córtalo en fragmentos más pequeños gracias a la acción de enzimas unidos a la superficie. Luego una cadena del fragmento es digerida por la nucleasa y la otra penetra en la célula mientras esta unida a una proteína de unión al ADN específica para la competencia. Estado de competencia temporal Un método sencillo y muy socorrido es el aquel en el que se emplea cloruro de calcio. Es esta se convierten bacterias, Escherichia Coli, en competentes medieante un choque térmico en un medio con cationes divalentes, entre ellos el Ca2+. La combinación de la temperatura y los cationes, aumenta la porosidad de la membrana celular, facilitando la asimilación de los plásmidos. De esta forma atravesarán la membrana celular cualquier plásmido que se encuentre en su forma circular o superenrollada. Los plásmidos “lineales” tienen más dificultad para penetrar la membrana. El porqué de esta metodología funciona aún no se entiende bien. Posiblemente el cloruro de calcio ocasiona que el ADN precipite alrededor de la célula, o posiblemente la sal es la responsable de algún tipo de cambio en la pared celular que provoca la unión del ADN. En cualquier caso la adición del cloruro de calcio afecta solo la unión del ADN, y no la absorción real en la célula. Cuando se añade ADN a las células tratadas, el ADN permanece unido al exterior de la célula, y no es (en esta etapa) transportada en el citoplasma. El movimiento real del ADN dentro de las células competentes es estimulado por el ligero aumento de la temperatura a 42 °C. una vez más, la razón exacta del porque el choque térmico es efectivo a un no se entiende. (libro gene cloning)

http://joseangelalonso.blogspot.mx/2012/12/blog-post_3441.html https://bioquimexperimental.files.wordpress.com/2009/08/transformacic3b3n-bacteriana.pdf  https://books.google.com.mx/books?id=2u6Q2XCMDgC&pg=PA276&lpg=PA276&dq=tabla+11.1+bacterias+de+las+que+se+sabe+que+codific an+capacidad+de+transformacion+natural&source=bl&ots=4UgfncuDOs&sig=KksMQMmZLfADoCF oBBCstclqL9Y&hl=es419&sa=X&ei=fIZPVfDKJMrJtQXHuICgAQ&ved=0CB0Q6AEwAA#v=onepage&q&f=true

Transducción

Un tercer mecanismo de transferencia genética entre bacterias es la transducción. En este proceso el ADN bacteriano es trasferido de una célula donante a una célula receptora dentro de un virus que infecta a las bacterias, denominados bacteriófagos o fago. A si en la transducción un virus bacteriano transfiere el ADN de una célula a otra. Los virus pueden transferir los genes del hospedador de dos maneras. En la primera, llamada transducción generalizada el ADN derivado de prácticamente cualquier fragmento de ADN del hospedador es empaquetado en el interior del virón maduro en el lugar del genoma vírico. En la segunda llamada transducción especializada el ADN de una región específica es del cromosoma del hospedador es integrado directamente en el genoma del virus – normalmente reemplazando algunos genes víricos. El bacteriófago transductor, producto de la transducción generalizada como la especializada, normalmente no es infeccioso, porque los genes bacterianos han sustituido todos o algunos de los genes víricos.

Transducción generalizada En la transducción generalizada prácticamente cualquier gen del cromosoma donador se puede transferir al receptor. Sin embargo los genes donadores no pueden replicarse independientemente y no forman parte de un genoma vírico, de modo que a menos que los genes donadores se recombinen con el cromosoma bacteriano receptor se perderán. Cuando una célula bacteriana es infectada por un fago, se puede iniciar el ciclo lítico, sin embargo, durante la infección lítica, las enzimas responsables del empaquetamiento del ADN a veces empaquetan ADN del hospedador de forma accidental. El virión resultante recibe el nombre de partícula transductora, como las partículas transductoras no pueden provocar una infección vírica se dice que son defectivas. Durante la lisis de la célula, estas partículas son liberadas junto con los viriones normales.

Cuando este lisado es empleado para infectar a una población de células receptoras, la mayoría de dichas células son infectadas por el virus normal. Sin embargo, solo una fracción pequeña de la población recibe las partículas transductoras, aunque este material no puede replicarse, puede sufrir recombinación genética con el ADN del nuevo hospedador.