Principales reordenamientos del Código Genético

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Microbiología para Explicado

Por Jennifer Stearns, Michael Surette

Los cambios en el ADN de un organismo también pueden ocurrir a mayor escala que con las mutaciones puntuales, en las que se combinan regiones de ADN de dos fuentes diferentes. El proceso de incorporar secuencias de diferentes fuentes en el mismo cromosoma se llama recombinación; ocurre en diferentes contextos en eucariotas y bacterias.

Los microorganismos eucariotas tienen un paso de recombinación genética específico incorporado en la formación de las células sexuales, donde se intercambian partes de cada par de cromosomas diploides, aumentando así la diversidad genética de las esporas resultantes. En las bacterias, la recombinación genética no está ligada a la división celular, sino que forma parte de unas cuantas estrategias diferentes dirigidas a aumentar la diversidad genética, incluyendo la transformación, conjugación, transducción y transposición.

Transformación y conjugación

Las bacterias se encuentran con el ADN en su entorno todo el tiempo porque el ADN de los individuos anteriores está presente mucho después de haber muerto. Se dice que las células bacterianas que son capaces de absorber ADN extraño son competentes.

Cuando las células son competentes, grandes moléculas de ADN pueden pasar a través de la pared celular hacia el citoplasma, después de lo cual es necesaria la recombinación si el ADN va a ser incorporado en un genoma bacteriano.

Cuando las células competentes toman ADN de su entorno, se llama transformación. Cuando las células transfieren material genético con la ayuda de un plásmido conjugado, se llama conjugación. La conjugación requiere contacto célula a célula, mientras que la transformación no.

Las bacterias Gram-negativas producen un pilus sexual (un apéndice piloso en la superficie de la bacteria) utilizado para hacer contacto entre las células, mientras que las bacterias Gram-positivas se acercan unas a otras y hacen un puente a través de las células usando sustancias pegajosas en la superficie de la célula.

Transducción

Otra manera en que el material genético puede ser transferido entre bacterias es a través de la acción de un virus que infecta una célula bacteriana y transfiere genes a otra célula bacteriana, un proceso llamado transducción. Los virus que infectan las bacterias se llaman bacteriófagos o simplemente fagos. Hay muchos tipos de fagos, pero en general hay dos tipos de transducción por fagos:

• Transducción generalizada: La transducción generalizada ocurre cuando un fago empaqueta cualquier gen presente en una célula bacteriana, ya sea cromosómica, plásmida o viral.
• Transducción especializada: La transducción especializada ocurre cuando sólo algunos genes bacterianos pueden ser empaquetados en un fago, tales como genes de toxinas específicos u otros factores de virulencia.

Transposición

La transposición se produce cuando un pequeño fragmento de ADN, llamado transposón, se desplaza de un lugar a otro dentro del ADN de un organismo. Para que esto suceda, tiene que haber una enzima capaz de cortar y volver a sellar el ADN y los sitios de reconocimiento donde actúa la enzima. Existen transposones simples y complejos, pero todos causan modificaciones en el ADN.