Guerras Entre Bacterias y Hombres. Los plásmidos y la Vida Reticulada del Suelo

Imaginaros que una extraña sustancia amenazara la vida sobre un planeta en el cual organismos de diferentes especies intercambiaran entre si material genético. Y así, al conseguir cualquiera de ellos una mutación que lo hiciera resistente ante tal peligro ofreciera su precioso tesoro a los demás. Estos últimos, que al incorporarlo a sus cuerpos y herencia, les permite sorterar tal pavorosa amenaza. ¡Suena bien verdad! Hasta podríamos plantearnos llevar tal historia a un filme de ciencia ficción.  ¡Que vida tan solidaria!, ¡Qué diferencia con esa perspectiva de la evolución terrorífica que nos ofrece la ciencia actual!: la supervivencia del más apto, el pez granda se come al chico, etc. Ahora bien, si a renglón seguido os muestro que tal proceso ocurre en el Planeta Tierra, ¿que pensaríais?. Y si además advierto que se trata de un mecanismo que amenaza a la humanidad,  ¿Cuál sería vuestra opinión? La narración es cierta, pero todo depende del cristal con que se mire. Para las bacterias y otros microorganismos del suelo, los seres humanos somos una amenaza. Las acribillamos con los agroquímicos. Nuestra artillería les lanza misiles cargados de venenos denominados antibióticos. ¿Cómo responden? Pues simplemente apelando al mecanismo anteriormente mentado. Venimos defendiendo que la vida en el suelo difiere de la que acaece sobre el mismo. El medio edáfico es un gigantesco reactor que recicla casi todo lo que cae sobre el, gracias a una enorme biodiversidad, pero también gracias a la extraordinaria genética de los microorganismos del suelo, que conforman una vida reticulada, es decir una singular genética de la biosfera, si la comparamos con la que se nos ofrece actualmente en los medios de comunicación, científica y no científica. De continuar tal conflagración el ser humano se expone a dos escenarios futuros: (i) una guerra interminable y (ii) que finalmente alcancen la victoria esos pequeños bichitos resistentes y “solidarios”, desde la perspectiva aquí adoptada. Si tenemos tanto que perder, ¿por qué no hacer las paces?. ¿No existen otros medios de convivir con ellas? ¡Busquémoslos!

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Plasmidos fuente Access Excelence

La cuestión deviene que el mundo bacteriano puede sobrevivir sin nosotros, pero el hombre no puede prescindir de aquél. Como os hemos narrado en otros post, los seres complejos (desde las plantas a los mamíferos), resultamos ser más ecosistemas que individuos propiamente dichos. Realmente no podríamos sobrevivir si no atesoráramos una plétora de microorganismos en nuestro interior, por cuanto nos protegen de numerosas amenazas externas. Ahora bien, de vez en cuando se desatan las guerras entre una plétora de David y unos pocos Goliat. Y los canijos, a la larga, siembre salen ganando. Tal hecho debiera hacernos reflexionar a cerca de nuestra interrelación con tal microcosmos de vida. De no hacerlo, pagaremos las consecuencias.

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Plásmidos y su interrelación con el DNA Bacteriano Fuente: Punnett’s Square

La noticia que os ofrecemos hoy, vuelve a demostrar que en el mundo de los suelos, la genética de su biosfera difiere en gran medida de la que acaece sobre los recursos edáficos. Visto desde el punto de la salud pública, esas células canijas revienen en un problema de primera magnitud. Ahora bien, tomemos perspectiva y analicemos si se trata de contraataques frente a nuestras agresiones. Veamos desde su punto de vista, si los plásmidos resultan ser un mecanismo cooperativo-solidario de primera magnitud. ¿Podríamos aprender algo de tal proceso? No podemos convertir a nuestros suelos y aguas en elixires venenosos cargados de sustancias que amenazan al mundo microbiano, por cuanto las consecuencias ahí están. Ellas se defienden de nuestros ataques, que a la postre se convierten en armas de doble filo, por no decir boomerangs. Sobrepasan sus barreras “raciales” transmitiéndose de unas a otras sus propios fármacos (en este caso material genético) con vistas a poder hacer frente a las perturbaciones del medio de una forma encomiablemente solidaria, al contrario que nosotros.

Debido a que la interesante noticia que os ofrecemos hoy resulta ser confusa, a la hora de explicar su objeto de estudio, los siguientes párrafos de Wikipedia, en su capítulo sobre los plásmidos, os facilitarán la comprensión del papel que estos últimos desempeñan en el suelo, y la rápida capacidad de contrarrestar nuestras afrentas generando resistencias ante nuestros armamentos (tóxicos y fármacos). A renglón seguido leer atentamente la noticia, por cuento la entenderéis mejor.

Juan José Ibáñez

De acuerdo a Wikipedia, los plásmidos, vectores o también llamados plasmidios, son moléculas de ADN extracromosómico circular o lineal que se replican y transcriben independientes del ADN cromosómico. Están presentes normalmente en bacterias, y en algunas ocasiones en organismos eucariotas como las levaduras. Su tamaño varía desde 1 a 250 kb. El número de plásmidos puede variar, dependiendo de su tipo, desde una sola copia hasta algunos cientos por célula. El término plásmido fue presentado por primera vez por el biólogo molecular norteamericano Joshua Lederberg en 1952.[1]

Las moléculas de ADN plásmidico, adoptan una conformación tipo doble hélice al igual que el ADN de los cromosomas, aunque, por definición, se encuentran fuera de los mismos. Se han encontrado plásmidos en casi todas las bacterias. A diferencia del ADN cromosomal, los plásmidos no tienen proteínas asociadas. En la mayoría de los casos se considera genético dispensable. Sin embargo, posee información genética importante para las bacterias. Por ejemplo, los genes que codifican para las proteínas que las hacen resistentes a los antibióticos están, frecuentemente, en los plásmidos.

Hay algunos plásmidos integrativos, es decir, que tienen la capacidad de insertarse en el cromosoma bacteriano. Estos rompen momentáneamente el cromosoma y se sitúan en su interior, con lo cual, automáticamente la maquinaria celular también reproduce el plásmido. Cuando ese plásmido se ha insertado se les da el nombre de episoma. Los plásmidos se utilizan en ingeniería genética por su capacidad de reproducirse de manera independiente del ADN cromosomal como así también por que es relativamente fácil manipularlos e insertar nuevas secuencias genéticas.

Los plásmidos usados en Ingeniería Genética suelen contener uno o dos genes que les confieren resistencia a antibióticos y permiten seleccionar clones recombinantes. Hay otros métodos de selección además de la resistencia a antibióticos, como los basados en fluorescencia o en proteínas que destruyen las células sin uso de antibióticos. Estos nuevos métodos de selección de plásmidos son de uso frecuente en agrobiotecnología, debido a la fuerte crítica de grupos ecologistas contra la posibilidad de presencia de antibióticos en los organismos modificados genéticamente (…)

Resistencia a los antibióticos

Los plásmidos a menudo contienen genes o paquetes de genes que le confieren una ventaja selectiva lo cual les da la habilidad de hacer a la bacteria, resistente a los antibióticos. Cada plásmido contiene al menos una secuencia de ADN que sirve como un origen de replicación u ORI (un punto inicial para la replicación del ADN), lo cual habilita al ADN para ser duplicado independientemente del ADN cromosomal. Los plásmidos de la mayoría de las bacterias son circulares, pero también se conocen algunos lineales, los cuales reensamblan superficialmente los cromosomas de la mayoría de eucariotes.

Una forma de agrupar plásmidos es por su habilidad de transferirse a otra bacteria. Los plásmidos conjugativos contienen “tra-genes”, los cuales ejecutan complejos procesos de conjugación, como la transferencia sexual de plásmidos a otra bacteria. Los plásmidos no-conjugativos, son incapaces de iniciar una conjugación, de allí que ellos pueden transferirse únicamente con la asistencia de los plásmidos conjugativos y lo hacen “por accidente”. Una clase intermedia de plásmidos son los “movilizables” los cuales llevan solo un subtipo de genes requeridos para la transferencia. Ellos puedenparasitarun plásmido conjugativo, transfiriéndose a una alta frecuencia solo en su presencia. Es posible para plásmidos de diferentes tipos el coexistir en una celular simple.

Bacterias y resistencia a antibióticos: la función de los plásmidos IncP-1

Científicos de Suecia han descubierto que la parte de ácido desoxirribonucleico (ADN) bacteriano que normalmente porta la resistencia a antibióticos posee la capacidad de transmitirse entre distintos tipos de bacteria y adaptarse a especies bacterianas muy distintas. Los descubrimientos, presentados en la revista Nature Communications, arrojan luz sobre cómo los plásmidos IncP-1 pueden aumentar la posibilidad de que se produzca una propagación de genes.

FUENTE | CORDIS: Servicio de Información en I+D Comunitario 13/05/2011

Los avances médicos proporcionan más y mejores tratamientos para aquellos que los necesitan, pero cada vez más bacterias presentan resistencia a los antibióticos más comunes. Por si fuera poco, algunas de ellas también están adquiriendo resistencia a todos los antibióticos disponibles en el mercado. Los expertos en la materia denominan a este problema «multirresistencia». Consideran que esta característica es una de las mayores amenazas para la salud pública.

La resistencia a antibióticos puede aparecer en bacterias tanto del organismo humano como del entorno y puede transferirse a las bacterias que provocan enfermedades humanas. Esto puede suceder con independencia de si las bacterias guardan relación entre sí.

Investigadores de la Universidad de Gotemburgo y la Universidad Tecnológica Chalmers indican que los plásmidos conjugativos, que contienen genes tra, realizan el proceso complejo de la conjugación, es decir, la transferencia de plásmidos de una a otra bacteria. Los plásmidos conjugativos forman parte del ADN bacteriano y los plásmidos sólo pueden existir y multiplicarse dentro de una célula. Estos plásmidos aprovechan la maquinaria celular y a continuación se trasladan a otra célula. De este modo la bacteria consigue propagarse.

El equipo realizó análisis avanzados de ADN para investigar plásmidos IncP-1, un grupo de genes portadores de resistencia a antibióticos. Determinaron el origen de varios plásmidos IncP-1 y su movilidad entre distintas especies de bacterias.

«Nuestros resultados muestran que los plásmidos del grupo IncP-1 han existido y se han adaptado a bacterias muy distintas», explica Peter Norberg del Instituto de Biomedicina de la Universidad de Gotemburgo, autor principal del estudio. «También se han recombinado, lo que implica que un único plásmido puede considerarse como un intrincado rompecabezas de genes, de tal modo que cada uno se ha adaptado a distintas especies de bacterias

Esto no sólo es muestra de una adaptabilidad excepcional, sino que también sugiere que estos plásmidos pueden desplazarse y reproducirse con relativa facilidad entre especies de bacterias muy distintas.

En relación a la función del IncP-1, el profesor Malte Hermansson del Departamento de Biología Celular y Molecular de la Universidad de Gotemburgo indicó: «Los plásmidos IncP-1 son “vehículos” de enorme potencia para transportar genes de resistencia a antibióticos entre especies de bacterias. Por tanto no importa demasiado en qué entorno, parte del mundo o especie bacteriana surge la resistencia a antibióticos. Los genes de resistencia podrían desplazarse con facilidad de un entorno de desarrollo original a bacterias capaces de infectar a humanos mediante plásmidos IncP-1 u otros plásmidos con propiedades similares que ejercieran de “vehículos”.

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