Genetica batterica
Il materiale contenuto nelle cellule batteriche può variare trasmettendosi dall’una all’atra non per
ereditarietà ( duplicazione) ma per RICOMBINAZIONE.
Per RICOMBINAZIONE s’indente il passaggio attraverso il quale parti di molecole o molecole
intere di DNA di due origini diverse, vengono scambiate.
Il processo è fondamentale per l trasmissione di informazioni e vede coinvolti diverse proteine
enzimatiche, la più importante delle quali è il Rec.A ( ricombinante A), che rendono possibile il
processo. la ricombinazione nei microrganismi avviene a seguito dell’introduzione di materiale
genetico tramite i sistemi di
TRASFORMAZIONE
TRASDUZIONE
CONIUGAZIONE
TRASFORMAZIONE
Processo attraverso il quale il DNA libero viene incorporato dentro una cellula ricevente e produce
un cambio genetico.
Il processo avviene in natura in certe specie di microrganismi ed è frequentemente usato in
laboratorio. Le cellule che assimilano DNA dall’esterno prendono il nome di “competenti”. La
competenza di una cellula è quindi la capacità di acquisire una molecola di DNA e di “trasformarla”
in materiale proprio. Tale capacità dipende da diversi fattori quali lo stato di salute, la situazione
ambientale, il tempo a disposizione.
Meccanismo: nell’ambiente esiste DNA diffuso proveniente, in natura, dalla lisi di altre cellule.
Quando tali molecole entrano in contatto cola parete possono essere attaccate dall’enzima
“nucleasi” che distrugge uno dei due filamenti che compongono il DNA, trasformando così dsDNA
(a due filamenti) ssDNA (ad un filamento). Il filamento ssDNA si associa a proteine che lo
proteggono dalle nucleasi che sono presenti all’interno della cellula rec.A guida la ricombinazione
e l’integrazione del filamento con il DNA batterico. La ricombinazione permette al batterio di
acquisire nuove informazioni provenienti da fonti diverse (individui diversi ma anche specie
diverse).
Questo meccanismo concorre alla variabilità genetica, quindi all’evoluzione delle popolazioni
batteriche
TRASDUZIONE
Trasferimento di geni da una cellula all’atra mediante un virus.
Trasduzione generalizzata: geni della cellula ospite, derivanti da una qualsiasi parte del suo
genoma, diventano parte del DNA virale, al posto od in aggiunta al genoma virale. Durante il ciclo
litico il DNA dell’ospite viene “impacchettato” accidentalmente nelle particelle virali. Questi virus
modificati vengono rilasciati nell’ambiente esterno assieme a quelli normali. Quando una di queste
particelle difettive infetta una cellula può avvenire RICOMBINAZIONE fra il DNA del virus e quello
della cellula.
Trasduzione specializzata: comporta il trasferimento di uno specifico gruppo di geni da parte di un
fago temperato che si può integrare nel DNA dell’ospite in un punto specifico.
N.B. FAGO TEMPERATO
Fago che è in grado di percorrere due diverse vie o la lisi (ciclo litico) o il ciclo lisogeno.
In una popolazione numerosa, e nel tempo, la TRASDUZIONE può influire sulla dinamica genetica
di popolazione. Il processo che avviene in natura contribuisce allo scambio di materiale genetico
da cellula a cellula. In laboratorio è possibile utilizzare questo sistema per trasmettere materiale
genetico con particolari doti da una cellula all’altra.
CONIUGAZIONE
Processo di trasferimento genetico che implica il contatto fra cellule. La cellula donatrice, che
contiene plasmidi coniugativi, forma un pilo sessuale (secondo l’informazione contenuta nel
plasmide) che stabilisce un contato con un'altra cellula. Successivamente il pilo si ritrae
avvicinando fra loro le due cellule fino ad un contatto diretto. Si forma un ponte fra le due cellule
attraverso il quale passa il DNA. La coniugazione permette di trasmettere materiale genetico extra
cromosomiale che appartiene a strutture dette plasmidi.
I plasmidi sono elementi genetici con un filamento di DNA circolare che si riproducono (duplicano)
indipendentemente dal cromosoma batterico. In alcune specie di batteri hanno forma lineare e non
circolare . Le loro dimensioni variano da alcune unità a qualche centinaia di migliaia di basi. Essi
possono essere in numero variabile e possono venir trasmessi da una cellula all’altra. I geni
presenti sui plasmidi possono codificare per la produzione di tossine, per la resistenza ad
antibiotici (plasmidi R) od ai metalli pesanti. Molti plasmidi portano geni che controllano il processo
di coniugazione (plasmidi F). All’interno del citoplasma batterico ci sono più copie di ogni plasmide
(da due a qualche centinaio) ed esiste un sistema che regola il numero delle copie : sono poche
per i plasmidi voluminosi e molte per quelli piccoli. Quando il batterio si divide i plasmidi si dividono
casualmente nelle cellule figlie.
Incompatibilità: impossibilità, per alcuni tipi di plasmidi, di coesistere nella stessa cellula. Tale
caratteristica dipende dal fatto che plasmidi appartenenti allo stesso gruppo di incompatibilità
hanno sistemi di replicazione e di partizioni uguali e quindi competono entrando in conflitto fra loro.
