Rev. Mid. Hoop. Nal. Nines Or. Carlos Slim Hombre 130 I: 11-22, 1978
PLASMIDOS DE VIRULENCIA
Marta Elana Peñaranda' y Leonardo Mata1.2
GENERALIDADES
Las bacterias a menudo poseen en su citoplasma paquenos anillos de icido 
desoxirribonucloico (ADN) denominados piasmIclos, cuya replicaciOn es 
indepen-diente de la replicacion cromostimica (14).
Los plasmidos fueron descritos como factors' de fertilidad ("factores F") 
dibido a qua son capacis de inducir la conjugacion bacteriana y transmitirae 
asf de colula a celula (10).
La conjugacion es un proceso por el cual dos bacteria: se aproximan y forman un 
" par especifico". Si una de -ellas poses el factor F (bacteria donadora o F t ), se 
establece un puente protiinico (mediante una fimbria o pilus sexual) con Is 
bacteria receptora (F—) (6). El contact° celular esenclel para la transfe-rencla de 
material genetic° (6). El ADN transferido se replica en forma autemoma en la 
bacteria receptora qua es danominada transconjugante (14), Figura 1.
Algona' plismidos tenon la capacidad de integrarse al cromosoma beets-riano y 
de
 
replicarse en dos estados altemativos: en su forma autonorna a coma parte 
del cromosoma huesped.Tales elementos se denominan spisomes (14).
En el estado de integracion cromosomica, el factor F es cap& de inducir la 
transferancia del genomio total de la celula. Estas capes se denominan Kfr ( 
high frecuincy of recombination) por presents; alts frecuencia do recombina-
chin 16).
Una bacteria puede contener haste treinta plasmidos, aunque no todos son 
capaces de transconjugarsa (plismidos no conjugativos) 114).
Cada plasmido contorts de 2 a 250 genes dependendo del tamano del anillo 
de ADN, cuyo peso molecular 'aria entre 0(10 6 y 140X10 6 (4).
En la altime decade, se ha demostrado quo los plismidos son elementos res-
ponsables de mes de dote caracteristicas adquiribles, algunas de las cuales se
1. Institute de Invastigadonas an Stied IINISA). Unlvaniciad de Costa Rica.
2. Minisaprie de &dud y Cal. Costarticensa de Segura Social. San Joel, Costa Rica.
11
12 REVISTA MEDICA HOSPITAL NACIONAL DE NIÑOS DR.CARLOS SAENZ 
HERRERA resumen en el Cuadra 1. Entre estas interesa nutter squall's qua 
confieren virulencia a lac batteries, Cuadra 2.
FIGURA 1
Representacion diagramatica de dos bacterias en conjugaclón. La donadora ( 
F +) por medio dal pilus sexual forma un puente proteinico con la reciptora ( 
F— ). El contact° es esencial pars la transferenda dil factor F del donador al 
receptor.
Entre los plasmidos de resistincia o factores R. el de resistencia multiple ( 
FRM) codifies resistencia simultanea al cloranfenicol, tetraciclina, 
estreptomici-no y sulfonamides (13).
El mecanismo genitico pare explicar la adquisicion de multiple subtends fue 
propuesto por Cohen, basado en la demostraci6n de secuencias de insercion en los 
plismidos (2). Estas son secuencias di bases del icido nudileo qua se repi-ten en un 
misrno anillo y en varios plasmidos a la vez. Medians° estas estructuras se 
presentan sitios de homologia en diferentes plasmidos, lo qua permits su 
integracien en un solo anillo o unirse a un factor de transferencia, Figura 2.
Ha sido observado par varios investigadores, qua Ia presencia de dos o mas 
pliarnidos de virulancia an una bacteria contribuven a agravar el proceso 
infec-cioso (7,21).
El plismido Ent, qua le confiire capacidad a Ia bacteria de producir entero-
toxinas libil y astable, se ha encontrado frecuentemente asociado al plismido 
de adhesividad K-88 y ai plismido di hemolisina o Hly (19).
En forme analogs, el factor de colonizacion descrito por Evans et al. (5), de-
termined° por un plismido de peso molecular 60X10 6, fua hallado en una 
Escherichia coil productors de toxina labil.
En Ia epidemia da desintaria Shiga en Centroamarica (11) y en la epidemia de 
tifoidea en Mixico (17) las cepas de Shigella dysenteriae 1 y de
 
Salmonella typhi 
posehm el FRM, lo qua dificulto el tratamiento y recuperacion de los pimientos.
Existen plismidos denominados cripticos a los qua no se les ha adscrito ninguna 
funcian (14); por otro lado, hay factores de virulencia cuya codifies-cion genitica no 
ha sido vinculada a ningiin plisrnido. Tal es el caso de la capaci-
14 REVISTA MEDICA HOSPITAL NACIONAL DE NIÑOS DR.CARLOSSAENZ HERRERA 
dad de invasion (invasividad) de la mucosa intestinal poor ceps. de Shigella 1 
18)Y E. roll 05) y Ia produccion de enterotoxines par copes de Aeromonas, 
Pseudo-monas, Klebsiella y Citrobacter (22).
FIGU RA 2
Mecanismo propuesto por Stanley Cohen (2) pare expiicar la asociacion reversible
de plasmidos de resistencia (Factor R) mediante secuencia de insercion ISL.
Primero hay formacion di replicones pare el factor R y el Factor de transferencia 
de resistencia (FTR). Luego, ocurre integracion de una unidad poligénica par las 
secuencias de insercio con ionversos factores determinantes de resistencia. 
Final-mente ocurre disociacion de la unidad poligénica en un plasmidos de 
multiple resistencia y ii FTR.
M E TODO LOG IA
Los metodos de laboratorio utilizados para determiner algunas caracteris-ticas 
mediadas por plasmidos se indican en el Cuadra 3.
Para determinar la transferencia de resistencia, primero se seleccionan las 
bacteria. resistentes posibies donadoras, en media di Mac Conkey (McC) al cual
Conjugacibn becteriana in vitro. EL donador y riceptor se cultivan in agar 
Mac
 
Conkey (McC) con antibloticos u otra droge selective, y luago se 
subcultive an Geld° Pinauay a 37o C. Di atm se obtlanan diluclones al 2 par 
ciento qua se cultivan de 2 a 4 hors peva lowar el crecimiento logerftmico. 
Se mizolan 9 mililitros dil receptor con un rrtililitro del donador y se 
incuben durante 18 horse a 37a C. Fineimente se subcultiva en McC pars 
seieccionar transconju• antes.
cual se Interests entre as molecules de ADN haciandolas fluorecer ants una 
fuente de Luz ultraviolet' de onda large (12). Baja tel condlcibn se toms une 
fotograf fa del gil ampleando un filtro rob (A-25) pars detirminer las bandas 
de ADN qua hen migrado a difarentes velocidades y quo corresponden a los 
diferentes plasmidos.
El peso molecular di las particulas es inversamente proporclonal a la 
distends recorride. Utilizando como test*, bacteria que contemn Otani. dos de 
peso molecular conocido, si dibuja en une grafica el logaritmo de le distends 
recorrida contra el logeritmo del peso molecular. Sabre is curve treads se 
calculi el peso molecular di los plasmidos en Gaudio, sigan se ilustra en le 
Figura 4.
Para observer los plasmidos al mIcroscoplo electronic*, se coloca una Mu-den di 1 
mg par ml de ADN bacteriano, sobre una rails do cobre recubierta con una 
membrane de colodion (3). La preparaciOn se title con une soluoitm de motat° 
de•uranilo al 2 %y se observe a microscopic electronico, Figura 5. La air-
cunferencia de cads plasmido as directamante proporclonal a su peso molecular.
• Enemy* inmunosorbiona do enámo oonjugodo
a Is hart agrigado 20 ug par ml de cads antiblotica cuya resistencia se dewa 
invastigar. La cepa receptors qua se utilize con mis frecuencia es la 
Escherichia coil WI485, que es libri de plasmidos, resistants al kid° nalidIxico 
por mutaclim y dependiente de ia timina par. su crecimiento. La deficiencia 
nutritional
 
'molds qua los transconjugentss puedan mallowse fuera del tubo 
de ensayo. Como is ihntra in la Figure 3, Unto el donador como el receptor m 
cultivan en caldo Penassay a 37 0 C durance la nacho bajo agitacion constan-
ts.
Dilutions al 2 %ea incuben a 37o C duranta 2 a 4 harm pare lograr la fase de 
crecimiento logaritmlco. Luigo se mezdan 9 mililitros del receptor y un mi-! 
nitro del donador pant asegurar asi un maximo de transferencia. Despuin de 18 
bores de incubaclon a 37o C, se silaccionan los transconjugantes en media de 
MaC 00f1 20 pp par mi canto de &lido nalidixice coma de los antibloticos cuya 
resistancla se sospeche ha lido transmitida par conjugaciOn. La resistencia del 
transoonjugante so confirms medlante prueba de sensibilldad a los antiblo-
deo' (1).
Para estudiar is naturaleza de los plaamidos se utillzan mitodos coma la 
elactroforesis y la microscopia electrimica. Con was *micas si puede 
determiner el contenido de plismidos di la becterlis, el peso molecular de 
los y corrilaclones sabre el origin, evolution a information codificada par 
los plismidos.
Pare Is electroforesis se extras el Mido desoxirribonucklico (ADN) bacti-riano 
par Ilsis con lauril sulfato di sodio y precipitation en cloruro de sodlo y steno) ( 
12). Se colocan de 25 a 50 microiltros del extract° de ADN ail obte-nido en un 
gil di agerosa al 0,7 is y se hoes migrar par 2 haras a 120 voltios. El gel se 
sumergi en una solution de 0,4 ,ug par ml de bromuro de etidio, al
Determinacion dal peso molecular de plismidos segbn Meyers et al (12). 
Plismidos de peso molecular conocido ( a ), plasmidos di Manias aisladas 
de cadent., dal Hospital de Niilos ( 0 ) Dos plasmidos son cripticos ( 
criptico). El plismido I ) codifies Ia resistencia a la arnpicilina en Shigella 
dysenteriae 1.
Utilizando varicciones en Ia trunks se pueden estudiar edemas las caracteristicas 
de replicacion (9) y las secuencias repetidas de nudebtidos (16). Estes y otras 
%crams de biologla molecular pirmiten caracterizer clarets propiedades de pato-
genicidad y virulencia de las bacteria:, qua permitan comprender major Is etio-
patogsnia de la enfermedad.
18 REVISTA MEDICA HOSPITAL NACIONAL DE RIÑGS DR.CARLOS SAENZ HERRERA
Finn(manta, smitten bionics: pars modllicar artificialmente el ginoma bac tartan° y 
asf aumentar, por ejemplo, melanin metaballcas poco acentuadas o qw Incluse no ( 
mistiest dil todo en la bacteria ancestral.
Los procedImisntos y metodologla empleados en la produccien de tales mi.
croorganismos son objeto de un intenso debate actual por sus implicaciones ideas, 
OIL Ellos conforman lo cue ha lido denominedo "cirugfa o ingenieria genetics",
Aspectos positIvos son il Noborue logrado el desarrollo de nuevas bacterial, una de
alias la E. coil sintatizadora de muchas copias de le molecule de entero• toxlna (20)
lo qua thine inter& futuro pars el control y prevenciOn de la diarrea.
M.E. PENARANOA Y U. MATA; PLASMIDOS OE V IRULENCIA 19
RESUME N
Se revisan conceptos bisicos sobre los plasmidos desoxirribonucleico
extracromosomico con mplicacion autonoma— prisentee en el citoplasma bacte. 
riano. Se hace infasis en plismidos qua codifican factor's de virulencia como la re-
sistencia a las drogas y Ia produccion de enterotoxinas. Sa describen tecnices de 
laboratorio pare el estudio de plasmidos, tales como la conjugaciOn bacteriana in 
vitro, electroforesis in gel de agarosa y Ia microscopia electrenica.
Las tecnicas permiten determiner Ia transmisibilidad, flamer°, tamalio, 
forma y peso molecular de los plismidos.
SUMMARY
Basic concepts on plasmids —rings of extrachromosomic deoxyribonucleic acid 
with autonomous replication— present in the cytoplasm are reviewed. Emphasis 
is made on plasmids coding for virulence factors such as drug resistance and 
enterotoxin production. Laboratory techniques for the study of plasmids are 
described. These are: bacterial conjugation in vitro, agarose gel electrophoresis 
and electron microscopy. Techniques permit determination of transmissibility, 
size, form and molecular weight of plasmids.
20 REViSTA MEDICA HOSPITAL NACIONAL OE NINOS OR.CARLOS SAENZ HERRERA
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