El ADN de la mayoría de las bacterias está contenido en una sola molécula circular, llamada cromosoma bacteriano. Además, a menudo, las bacterias contienen también plásmidos (pequeñas moléculas de ADN).

ADN bacteriano – un cromosoma circular más plásmidos

El ADN de la mayoría de las bacterias está contenido en una sola molécula circular, llamada cromosoma bacteriano. El cromosoma, junto con varias proteínas y moléculas de ARN, forma una estructura de forma irregular llamada el nucleótido. Esto se encuentra en el citoplasma de la célula bacteriana.

Además del cromosoma, las bacterias a menudo contienen plásmidos – pequeñas moléculas circulares de ADN. Las bacterias pueden recoger nuevos plásmidos de otras células bacterianas (durante la conjugación) o del medio ambiente. También pueden perderlos fácilmente – por ejemplo, cuando una bacteria se divide en dos, una de las células hijas podría perderse la oportunidad de obtener un plásmido.

Cada plásmido tiene su propio `origen de replicación’ – un tramo de ADN que asegura que sea replicado (copiado) por la bacteria huésped. Por esta razón, los plásmidos pueden copiarse a sí mismos independientemente del cromosoma bacteriano, por lo que puede haber muchas copias de un plásmido -incluso cientos- dentro de una célula bacteriana.

Los plásmidos se hacen indispensables

Los pequeños círculos que contienen el ADN clonado de las bacterias son llamados plásmidos. Un plásmido es una pequeña molécula de ADN circular que a menudo se encuentra en bacterias y otras células. Los más pequeños se pueden transmitir entre las distintas células bacterianas.

Mantener un plásmido es un trabajo duro para una célula bacteriana, porque la replicación del ADN (incluyendo el ADN del plásmido) consume energía. Sin embargo, al proteger a su huésped bacteriano de la muerte relacionada con el estrés, un plásmido maximiza sus posibilidades de mantenerse a su alrededor. Bajo condiciones estresantes, las bacterias con el plásmido vivirán más tiempo y tendrán más oportunidades de transmitir el plásmido a las células hijas o a otras bacterias. Las bacterias sin el plásmido tienen menos probabilidades de sobrevivir y reproducirse.

Algunos plásmidos toman medidas extremas para asegurar que se mantengan dentro de las bacterias. Por ejemplo, algunos portan un gen que produce un veneno de larga vida y un segundo gen que produce un antídoto de corta vida. Estos plásmidos están reteniendo efectivamente a su célula bacteriana huésped como rehén – si alguna vez se pierden de la célula, no serán capaces de proporcionar el antídoto y la célula morirá.

Los plásmidos en la biotecnología

Los plásmidos han sido clave para el desarrollo de la biotecnología molecular. Actúan como vehículos de entrega, o vectores, para introducir ADN extraño en las bacterias. El uso de plásmidos para la entrega de ADN comenzó en la década de 1970 cuando el ADN de otros organismos fue primero «cortado y pegado» en sitios específicos dentro del ADN del plásmido. Los plásmidos modificados fueron reintroducidos en las bacterias.

Por qué los plásmidos son excelentes vectores de entrega de ADN

Décadas después de su primer uso, los plásmidos siguen siendo herramientas de laboratorio cruciales en la biotecnología:

  • Los científicos pueden obligar a las bacterias a conservarlos. Prácticamente todos los plásmidos que se usan para entregar ADN contienen genes para la resistencia a los antibióticos. Una vez que las bacterias han sido tratadas con un plásmido, los científicos las cultivan en presencia de antibióticos. Sólo las células que contienen el plásmido sobrevivirán, crecerán y se reproducirán. Los otros serán asesinados por el antibiótico.
  • Se copian independientemente. Los plásmidos pueden copiarse muchas veces, independientemente de si el huésped bacteriano está replicando su propio ADN, y cada vez que se replica un vector de plásmido, también lo está el ADN introducido que contiene.
  • Son circulares. El ADN que es circular es muy adecuado para incorporar secuencias adicionales de ADN. Esto se debe a que puede abrirse sin deshacerse, y luego volver a encajar una vez que se haya incorporado el nuevo ADN.

El genoma bacteriano

La mayoría de las bacterias tienen un genoma que consiste en una sola molécula de ADN (es decir, un cromosoma) que tiene varios millones de pares de bases de tamaño y es «circular» (no tiene extremos como los cromosomas de los organismos eucariotas).

En las células eucariotas, al igual que sus propias células, los cromosomas están contenidos dentro de una membrana llamada núcleo. Las bacterias se consideran procariotas, o células que carecen de núcleo. En las bacterias, el cromosoma no está encerrado por una membrana, sino que se encuentra en el nucleótido.

Los genomas bacterianos son generalmente más pequeños y de menor tamaño entre las especies en comparación con los genomas de los eucariotas. Los genomas bacterianos pueden variar en tamaño desde unos 130 kbp hasta más de 14 Mbp.

¿Qué es un KBP?

Par de Kilobase (kb o kbp), es una unidad de medida de la longitud de ADN o ARN utilizada en genética, igual a 1.000 pares de bases.