9.1.4
RECOMBINACIÓN
- Recombinación
La recombinación en virus se
descubrió por Delbrück, Bailey y Hershey en 1946. Este hallazgo fue posible a
la existencia de variabilidad originada por mutación en caracteres de los virus
fácilmente observables en los medios de cultivo. Dentro de este tipo de
mutaciones están los caracteres de placa, el rango de hospedador, la
sensibilidad a la temperatura, etc...). Entre los caracteres de placa que se
pueden analizar están la morfología de las calvas o halos de lisis que producen
los virus al matar a las bacterias de cultivo en césped.
Césped de bacterias y calvas o halos de lisis
producidos por virus que matan a las bacterias.
El primer estudio completo de la recombinación en
virus se llevó a cabo por Hershey y Rotman (1949) en el virus T2 analizando
virus normales y dobles mutantes. Pare ello utilizaron el sistema de infección
mixta en condiciones del alta multiplicidad, consistente en asegurarse de que
cada bacteria del medio del cultivo es infectada simultáneamente por los dos
tipos de virus, el normal y el doble mutante. Pare ello, se suele realizar la
infección de forma que haya cinco veces más de cada uno de los dos tipos de
virus que de bacterias. Además, las mutaciones que analizaron en el fago T2
fueron las siguientes:
1.- Mutantes
de lisis rápida (r-) que producen calvas o halos lisis grandes y de bordes
nítidos, mientras que los virus T2 normales (r+) dan lugar a calvas pequeñas y
de bordes difusos.
2.- Mutantes
(h-) con un distinto rango de hospedador que son capaces de lisar tanto a
la cepa B como a la cepa B/2 de E. coli. Los fagos T2 normales solamente
lisan o matan a la cepa B de E. coli.
Hershey y Rotman (1949) infectaron simultáneamente
con fagos normales (r+h+) y con fagos dobles mutantes (r-h-) un cultivo
bacteriano, con los descendientes de esta infección volvieron a infectar un
cultivo en césped formado por una mezcla de las cepas B y B/2. Los tipos de
calvas o halos de lisis que se observaron fueron los siguientes:
- r-h-: Calvas grandes con bordes
nítidos y sin turbidez.
- r+h+: Calvas pequeñas con
bordes difusos y con turbidez.
- r-h+: Calvas grandes con
bordes nítidos y turbidez.
- r+h-: Calvas pequeñas con bordes
difusos y sin turbidez.
Tipos de clavas o halos de lisis producidos en un
césped de bacterias de las cepas B y B/2.
La ausencia de turbidez se debe a que el virus ha
matado a los dos tipos de cepas bacterianas la B y la B/2, mientras que la
presencia de turbidez se debe a que el virus a matado solamente a la cepa B
pero no a la cepa B/2.
En el siguiente esquema se indican los diferentes
tipos de virus descendientes y los tipos de calvas o halos de lisis detectados.
Cuando
se lleva a cabo la infección mixta anterior, aparecen virus descendientes de
tipo parental (dobles mutantes y normales) y virus descendientes de tipo
recombinante (r+h- y r-h+). Cada vez que se da un entrecruzamiento entre los
loci analizados aparece un virus recombinante r+h- y otro virus r-h+. De forma
que el número de virus descendientes r+h- debe ser aproximadamente igual que el
de virus r-h+. Lo mismo sucede con los virus de tipo parental, se espera que
existan aproximadamente igual cantidad de descendientes r+h+ que de virus r-h-.
Cuanto
más lejos estén dos loci en el genoma viral o ADN del virus más probable es que
se dé un entrecruzamiento entre ambos y la frecuencia de recombinación (Fr)
será mayor. Cuanto más cerca estén dos genes menor será la probabilidad de
entrecruzamiento y menor será la frecuencia de recombinación.
La
forma de estimar la frecuencia de recombinación es, por consiguiente, semejante
a la manera empleada en eucariontes. La frecuencia de recombinación es igual a
la frecuencia con la que aparecen virus recombinantes en los descendientes
multiplicada por cien.
Fr
= (Recombinantes/Total) x 100
- PROBLEMA DE LOS TRES PUNTOS EN VIRUS
También
es posible llevar a cabo infecciones mixtas en condiciones de alta
multiplicidad con dos virus que difieran en tres loci, un virus (a+
b+c+) y otro virus (a- b-c-).
En estos casos podemos averiguar el locus central y calcular las frecuencias de
de recombinación entre los tres loci.
Los
razonamientos empleados son semejantes a los descritos en organismos
eucariontes. En estas infecciones pueden aparecer ocho tipos de virus
descendientes. Se observan virus de tipo parental (a+ b+c+)
y (a- b-c-) procedentes de que no se haya dado
entrecruzamiento ni en la región I ni en la región II. También hay virus
recombinantes solamente en la región I pero no en la II (a+ b-c-)
y (a- b+c+). Se encuentran virus procedentes
de que solo se haya dado entrecruzamiento en la región II, es decir,
recombinantes en la región II que son (a+ b+c-)
y (a- b-c+). Por último, se observan virus
dobles recombinantes, procedentes de que se haya producido entrecruzamiento en
las regiones I y II simultáneamente, como son los virus (a+ b-c+)
y (a- b+c-).
- DETERMINACIÓN DEL LOCUS CENTRAL
Los
virus dobles recombinantes son los que aparecerán con menor frecuencia,
mientras que los virus parentales serán los más frecuentes. Una vez
identificados ambas clases de virus, el locus central cumple la propiedad de
que el intercambio de alelos en ese locus entre las clases dobles recombinantes
reconstruye las ordenaciones parentales. Otra manera de averiguar el locus
central es comparar las frecuencias de recombinación (Fr), de forma que la
mayor frecuencia de recombinación corresponderá a los loci más alejados.
En
el siguiente esquema se indican los tipos de virus descendientes, la determinación
del locus central y la estimación de las frecuencias de recombinación entre los
tres loci.
Al
igual que sucede en organismos eucariontes, la suma de las frecuencias de
recombinación entre el locus central y cada uno de los loci extremos no coincide
con la frecuencia de recombinación entre los dos loci extremos. Además, también
existe interferencia.
Fra-c = Fra-b+Frb-c-2cFra-bFrb-c
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