Biologia de los microorganismos (493)

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G E N É T I C A D E B A C T E R I A Y A R C H A E A 329
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análisis para descubrir qué genes han sido interrumpidos por 
el transposón.
Dos transposones muy utilizados para la mutagénesis de 
Escherichia coli y otras bacterias relacionadas son Tn5 (Figura 
10.24b), que confiere resistencia a neomicina y kanamicina, y 
Tn10, que confiere resistencia a la tetraciclina. Muchas Bacte-
ria, algunas Archaea y la levadura Saccharomyces cerevisiae han 
sido mutadas utilizando transposones modificados por ingenie-
ría genética. Más recientemente, los transposones se han utili-
zado incluso para aislar mutaciones en animales, por ejemplo, 
ratones.
MINIRREVISIÓN
 ¿Qué características tienen en común las secuencias de 
inserción y los transposones?
 ¿Cuál es la importancia de las repeticiones invertidas 
terminales de los transposones?
 ¿Cómo pueden usarse los transposones en genética 
bacteriana?
10.12 Mantenimiento de la integridad 
del genoma: interferencia 
por CRISPR 
Bacteria y Archaea no solo producen endonucleasas de restric-
ción ( Secciones 8.6 y 11.1) que actúan para destruir el DNA 
extraño. Estás células también tienen un programa de defensa 
basado en RNA para destruir el DNA invasor de las infecciones 
víricas y algunas veces de la conjugación. Este tipo de «sistema 
inmunitario» procariótico ayuda a preservar la estabilidad del 
genoma y es conocido como el sistema CRISPR (del inglés, clus-
tered regularly interspaced short palindromic repeats).
En un cromosoma bacteriano, la región CRISPR es esen-
cialmente un banco de memoria de las secuencias entrantes 
de ácidos nucleicos que se emplean para la vigilancia del DNA 
foráneo. Dicha región comprende muchos segmentos diferen-
tes de DNA foráneo llamados espaciadores, que se alternan 
con secuencias idénticas repetidas (Figura 10.28). Las secuencias 
espaciadoras se corresponden con fragmentos de DNA foráneo 
que ha invadido previamente la célula. Una vez que los espa-
ciadores se han recombinado en la región CRISPR, el sistema 
brinda protección contra cualquier DNA entrante (y algunas 
veces RNA) que contenga la misma secuencia o una muy simi-
lar a una región espaciadora individual. Las proteínas del sis-
tema CRISPR tienen funciones esenciales en esta «inmunidad» 
basada en RNA.
Las proteínas del sistema CRISPR, o proteínas Cas (del inglés, 
CRISPR-associated proteins), tienen dos funciones. Algunas 
Mutagénesis con transposones
Cuando un transposón se inserta en el interior de un gen, este 
gen en concreto sufre una mutación (Figura 10.27). Las muta-
ciones debidas a la inserción de un transposón se producen 
de forma natural. No obstante, el uso deliberado de trans-
posones para generar mutaciones es un método práctico de 
crear mutantes bacterianos en el laboratorio. Normalmente 
se utilizan transposones que contienen genes de resistencia 
a antibióticos. El transposón se introduce en la célula diana 
mediante un fago o un plásmido que no pueda replicarse en 
ese hospedador en concreto. Por consiguiente, las colonias 
resistentes a antibióticos serán debidas principalmente a la 
inserción de un transposón en el genoma bacteriano.
Debido a que los genomas bacterianos contienen relativa-
mente poco DNA no codificante, la mayoría de las insercio-
nes de transposones se producirán en genes que codifican 
proteínas. Esta técnica puede usarse para determinar la fun-
ción de un gen nuevo (Figura 10.27). Si se inserta un trans-
posón en un gen que codifique un producto de interés como 
una sintetasa nueva de antibióticos, el mutante por transpo-
sición dejará de producir el antibiótico. Se pueden hacer más 
Figura 10.26 Dos mecanismos de transposición. El DNA donador
(que contiene el transposón) se muestra en verde, y el DNA receptor que 
contiene la secuencia diana se muestra en amarillo. Tanto en la transposición 
conservativa como en la replicativa, la transposasa inserta el transposón (lila) 
en el sitio diana (rojo) del DNA receptor. Durante este proceso, la secuencia 
diana se duplica. En la transposición conservativa, el DNA donador se queda 
con un corte en la doble cadena en la ubicación previa del transposón. En 
cambio, tras la transposición replicativa, tanto el DNA donador como el 
receptor contienen una copia del transposón.
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só
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Tran
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p
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Molécula D
N
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Molécula DN
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Transposición conservativa Transposición replicativa
Secuencia diana
DNA donador
con corte
Transposón en
ubicación nueva
DNA donador
intacto
El transposón
se replica
El transposón se 
escinde de su 
donador
DNA
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Transposón
Gen 1Gen A
Cromosoma
Gen 2 Gen 3
Transposición Cromosoma
Gen 1 Gen A Gen 3
Gen 2 interrumpido
Figura 10.27 Mutagénesis por transposón. El transposón se desplaza al medio del gen 2. Así, el gen 2 queda interrumpido por el transposón y se inactiva. El
gen A del transposón se expresa en el cromosoma.
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