9.1.4 Recombinación.

RECOMBINACIÓN EN VIRUS

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:

- 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.

- 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 de 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.

Fr_a-c = Fr_a-b+Fr_b-c-2cFr_a-bFr_b-c

_BIBLIOGRAFIA

http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Recoproc/Recoproc.htm