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.

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.