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13.13: Transformación Bacteriana
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Bacterial Transformation
 
TRANSCRIPCIÓN

13.13: Bacterial Transformation

13.13: Transformación Bacteriana

In 1928, bacteriologist Frederick Griffith worked on a vaccine for pneumonia, which is caused by Streptococcus pneumoniae bacteria. Griffith studied two pneumonia strains in mice: one pathogenic and one non-pathogenic. Only the pathogenic strain killed host mice.

Griffith made an unexpected discovery when he killed the pathogenic strain and mixed its remains with the live, non-pathogenic strain. Not only did the mixture kill host mice, but it also contained living pathogenic bacteria that produced pathogenic offspring. Griffith concluded that the non-pathogenic strain received something from the dead pathogenic strain that transformed it into the pathogenic strain; he called this the transforming principle.

At the time of Griffith’s studies, there was heated debate surrounding the identity of the genetic material. Much early evidence implicated proteins as the hereditary molecules. Griffith’s experiments on bacterial transformation provided some of the earliest data demonstrating that DNA is the genetic material.

Bacteria incorporate external DNA through transformation. Transformation occurs naturally but is also induced in laboratories—often to clone DNA. To clone a specific gene, scientists can insert the gene into a plasmid, a circular DNA molecule that can independently replicate. The plasmid often contains an antibiotic resistance gene. Bacteria take up the plasmid through transformation. Scientists then expose the bacteria to antibiotics. Surviving bacterial colonies should contain the plasmid because the plasmid contains an antibiotic resistance gene. DNA analysis can confirm the gene’s presence in the plasmid. Bacterial colonies with the desired gene propagate and can be used to make more plasmids or proteins.

Why would bacteria take in foreign DNA? Unlike sexually reproducing organisms, bacteria essentially clone themselves. This reproductive method, called binary fission, offers few opportunities for genetic variation. Although mutations introduce some diversity, many mutations are harmful. Sharing genes through transformation, as well as conjugation and transduction, allows prokaryotes to evolve.

En 1928, el bacteriólogo Frederick Griffith trabajó en una vacuna contra la neumonía, que es causada por la bacteria Streptococcus pneumoniae. Griffith estudió dos cepas de neumonía en ratones: una patógena y otra no patógena. Sólo la cepa patógena mató ratones huésped.

Griffith hizo un descubrimiento inesperado cuando mató la cepa patógena y mezcló sus restos con la cepa viva, no patógena. La mezcla no sólo mató ratones huésped, sino que también contenía bacterias patógenas vivas que producían descendencia patógena. Griffith concluyó que la cepa no patógena recibió algo de la cepa patógena muerta que la transformó en la cepa patógena; él llamó a esto el principio transformador.

En el momento de los estudios de Griffith, había un acalorado debate en torno a la identidad del material genético. Mucha evidencia temprana implicaba proteínas como las moléculas hereditarias. Los experimentos de Griffith sobre la transformación bacteriana proporcionaron algunos de los primeros datos que demuestran que el ADN es el material genético.

Las bacterias incorporan ADN externo a través de la transformación. La transformación ocurre naturalmente, pero también se induce en laboratorios, a menudo para clonar ADN. Para clonar un gen específico, los científicos pueden insertar el gen en un plásmido, una molécula circular de ADN que puede replicarse de forma independiente. El plásmido a menudo contiene un gen de resistencia a los antibióticos. Las bacterias toman el plásmido a través de la transformación. Los científicos luego exponen las bacterias a antibióticos. Las colonias bacterianas supervivientes deben contener el plásmido porque el plásmido contiene un gen de resistencia a los antibióticos. El análisis de ADN puede confirmar la presencia del gen en el plásmido. Las colonias bacterianas con el gen deseado se propagan y se pueden utilizar para fabricar más plásmidos o proteínas.

¿Por qué las bacterias tomarían ADN extraño? A diferencia de los organismos que reproducen sexualmente, las bacterias esencialmente se clonan a sí mismas. Este método reproductivo, llamado fisión binaria, ofrece pocas oportunidades para la variación genética. Aunque las mutaciones introducen cierta diversidad, muchas mutaciones son dañinas. Compartir genes a través de la transformación, así como la conjugación y la transducción, permite que los prokaryotes evolucionen.


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