Un plásmido es un molécula circular de ADN extracromosómico que se encuentra de forma natural en muchas bacterias y también en algunas arqueas y en algunos eucariotas. Los plásmidos están físicamente separados de los cromosomas y una de sus principales características es que se replican de forma independiente al ADN cromosómico, por lo que se consideran replicones.
En la naturaleza, los plásmidos se pueden transmitir de forma horizontal entre individuos mediante mecanismos que no entran parte de la reproducción, que sería una transmisión vertical de progenitores a su descendencia.
En general, los plásmidos transportan información genética adicional que no es esencial para la vida pero que puede suponer importantes ventajas de supervivencia en determinados nichos ecológicos y ambientes competitivos. Por ejemplo, pueden llevar información que otorga resistencia a antibióticos naturales o capacidad de metabolización de determinados nutrientes.
Los plásmidos artificiales son muy utilizados en ingeniería genética para la replicación de ADN recombinante, de ahí el concepto de plásmidos recombinantes. Plásmidos que contienen ADN recombinante se introducen en un hospedador, generalmente cepas bacterianas seleccionadas, para que replique este ADN y obtener así numerosas copias. Es decir, se utilizan como vectores genéticos para clonación y amplificación de material genético.
Ejemplos de aplicaciones
La aplicación más común de los plásmidos recombinantes es la investigación básica en ciencias biológicas y biomédicas. Se utilizan para mapear, identificar y secuenciar genes con el objetivo de identificar su función y analizar las síntesis de proteínas. Fuera de los laboratorios, el ADN recombinante es ampliamente utilizado en el sector industrial en producción de alimentos, medicina humana y veterinaria y bioingeniería.
El primer fármaco desarrollado mediante plásmidos recombinantes fue insulina humana, realizado por Genentech, aunque hoy en día se utiliza principalmente insulina animal. Se sintetizan plásmidos que contengan el gen humano de la insulina. Posteriormente estos plásmidos se introducen en cultivos de Escherichia coli que replica y expresa estos genes produciendo insulina.
Una de las sustancias obtenidas mediante plásmidos recombinantes más utilizadas en la actualidad es la quimosina, una enzima que se encuentra en el cuajo y que es necesaria para elaborar queso. Se considera el primer aditivo alimentario utilizado comercialmente procedente de ingeniería genética. En Estados Unidos, más del 60% del queso tipo hard se fabrica con quimosina obtenida mediante plásmidos recombinantes en cultivos de E. coli, Aspergillus niger var awamori o K. lactis, que forman el grupo de las quimosinas producidas por fermentación (FPC por sus siglas en inglés). Las FPC abarcan hasta el 80% del mercado global de cuajo.
En el campo de la medicina hay muchos ejemplos de producción de proteínas, enzimas y hormonas con fines terapéuticos. Algunos ejemplos son la somatotropina u hormona del crecimiento, el factor de coagulación VIII o vacunas contra la hepatitis B con antígenos recombinantes. El test ELISA de detección del VIH también utiliza una proteína recombinante.
Uno de los campos terapéuticos en el que los plásmidos pueden tener un futuro prometedor es la terapia génica. Mediante el uso de plásmidos recombinantes se podrían introducir genes en las células humanas para combatir problemas como mutaciones cancerígenas o respuestas autoinmunes.