Genética Bacteriana

 

Mutación, reparación y recombinación

Es importante que el ADN se replique de forma precisa para que las bacterias sobrevivan, pero se producen errores y alteraciones accidentales del ADN. 

 

Las bacterias tienen sistemas de reparación del ADN eficientes, pero aún se siguen

produciendo mutaciones y alteraciones en el ADN.

La mayor parte de estas mutaciones tienen escaso efecto sobre las bacterias o resultan negativas, pero algunas mutaciones pueden proporcionar una ventaja selectiva para la supervivencia de las bacterias cuando se ven amenazadas por el entorno, el  hospedador o el tratamiento.

Mutaciones y sus consecuencias

Una mutación se define como cualquier modificación de la secuencia de bases del ADN. 

Un cambio de una sola base puede ocasionar una transición, en la que una purina es sustituida por otra purina o una pirimidina es reemplazada por otra pirimidina. También puede aparecer una transversión, en la que una purina es sustituida por una pirimidina o viceversa.

Una mutación silenciosa es una modificación del ADN que no provoca cambios en la secuencia de aminoácidos de la proteína codificada. 

Mecanismos de reparación del ADN

Con el propósito de minimizar los daños al ADN, las células bacterianas han desarrollado diversos mecanismos de reparación.

Estos mecanismos de reparación se pueden dividir en cinco grupos:

1. La reparación directa del ADN consiste en la eliminación enzimática del daño (p. ej., dímeros de pirimidina y bases alquiladas).

2. La reparación por escisión se basa en la eliminación del segmento de ADN que contiene las lesiones, seguida de la síntesis de una nueva hebra de ADN. 

Existen dos tipos de mecanismos de reparación por escisión:

generalizada y especializada.

3. La reparación posreplicación o por recombinación consiste en la recuperación de la información que falta mediante procesos de recombinación genética cuando están dañadas ambas hebras de ADN.

4. La llamada respuesta SOS se caracteriza por la inducción de numerosos genes (aproximadamente 15) tras la aparición de daño al ADN, o bien por la interrupción de su replicación.

5. La reparación propensa a error (error-prone repair) es el último recurso con que cuenta la célula bacteriana antes de morir. Se utiliza para rellenar los espacios con una secuencia aleatoria cuando no se dispone de una plantilla de ADN que pueda orientar con precisión elproceso de reparación.

Intercambio génico en los procariotas

Muchas bacterias, especialmente numerosas especies patógenas, utilizan su ADN de forma promiscua. El intercambio de ADN entre células permite el intercambio de genes y características entre ellas, lo que ocasiona la aparición de cepas bacterianas nuevas.

 Este intercambio puede resultar ventajoso para el receptor, especialmente cuando el ADN codifica

mecanismos de resistencia a los antibióticos.

 El ADN transferido puede integrarse en el cromosoma del receptor o bien mantenerse de manera estable en forma de elemento extracromosómico (plásmido) o como un virus bacteriano (bacteriófago) y se transmite a las bacterias hijas como una unidad dotada de capacidad autónoma de replicación.

Los plásmidos son pequeños elementos genéticos cuya replicación es independiente del cromosoma bacteriano.

 La mayor parte de los plásmidos son moléculas circulares bicatenarias de ADN con un número variable de pares de bases.