La evolución de la especie humana está garantizada por la meiosis de las células germinales y su posterior unión (fecundación), de esta forma las nuevas generaciones heredan la mitad del patrimonio genético del padre y la otra mitad de la madre.
Dado que las bacterias se reproducen asexualmente, por simple fisión binaria, su evolución está garantizada por dos mecanismos principales: el de las mutaciones y el de las recombinaciones.
MUTACIONES: evento aleatorio que se manifiesta con alteraciones y sustituciones a nivel de las secuencias de nucleótidos que componen el genoma bacteriano.
RECOMBINACIONES: derivan de mecanismos de transferencia de genes: una bacteria donante transfiere secuencias de mucleótidos a la bacteria receptora, que las integra en su genoma según un mecanismo de RECOMBINACIÓN HOMÓLOGA. Todo ello conlleva la adquisición de nuevas características, como la cápsula, la capacidad de producir determinadas toxinas, factores de resistencia a los antibióticos, etc.
En la bacteria, el genoma está contenido en el cromosoma único y, a veces, también en entornos extracromosómicos, denominados PLASMIDOS, que tienen la misma estructura superspiralizada, pero un diámetro menor. Los plásmidos están dotados de replicación autónoma y pueden codificar, por ejemplo, toxinas, pili, adhesinas, bacteriocinas o factores de resistencia; algunos plásmidos también pueden integrarse al genoma bacteriano y posteriormente independizarse; en estos casos se denominan EPISOMAS. En general, por tanto, en los plásmidos encontramos la información genética de caracteres auxiliares, no esenciales para la supervivencia de la bacteria.
Algunos plásmidos tienen un espectro reducido de huéspedes potenciales, mientras que otros tienen un espectro más amplio (lo que significa que pueden transferirse a diferentes bacterias).
Para transferir el material genético, luego plásmidos o secuencias genómicas, las bacterias han elaborado tres mecanismos diferentes, llamados: transformación, conjugación y transducción. A estos, se puede agregar un cuarto, llamado TRANSPOSICIÓN, a través del cual se transfiere material genético de un área del cromosoma a otra, o del plásmido al cromosoma, dentro de la propia bacteria.
Paso de fragmentos de ADN libres, originados por lisis bacteriana, a una bacteria receptora.
Transferencia de genes a través del contacto físico entre dos bacterias, de las cuales la donante se llama F + (fertilidad positiva) y tiene una conjugación de plomo, mientras que la receptora F-.
La transferencia está mediada por un virus bacteriano llamado bacteriófago.
TRANSFORMACIÓN: el proceso de transformación se puede dividir en distintas etapas:
1) vínculo entre el ADN y la célula
2) entrada de ADN en la célula
3) recombinación del ADN libre que ingresa a la bacteria receptora
4) expresión fenotípica
Un ADN para transformarse debe ser:
1) doble hélice
2) con peso molecular superior a 106 Dalton
3) tienen una "alta analogía con el ADN de la célula receptora
La célula receptora, por su parte, debe encontrarse en un estado fisiológico llamado competencia. Una célula es competente cuando se encuentra al final de su crecimiento exponencial o logarítmico; en esta fase, de hecho, la síntesis de proteínas es máxima y los factores de competencia ( proteínas que permiten la entrada del ADN).
CONJUGACIÓN: consiste en la transferencia directa de material genético mediante el contacto físico entre dos células bacterianas.
Algunas bacterias contienen un plásmido, llamado factor F, que codifica las proteínas que forman la pila de conjugación. Este plásmido, dotado de replicación autónoma, tiene genes que le permiten replicarse y transferirse de una bacteria F + a otra (F-).
Etapas de conjugación: una bacteria F + se encuentra con una bacteria F- y se forma un puente de unión. En este punto, el plásmido comienza a replicarse con un mecanismo llamado círculo rodante (en la dirección 5 "- 3"), durante el cual uno de los dos hemélicos pasa a través del pilus. Al final de la replicación y transferencia, tenemos dos F +, ya que el primero se queda con la copia del plásmido, mientras que el F- recibe el segundo hemiel, que luego se duplica y forma el plásmido.
A veces (rara vez) en una célula F +, el plásmido puede integrarse en el cromosoma. Las nuevas células donde se integra el plásmido se denominan HFR (alta frecuencia de recombinación). En estas células, el plásmido integrado transmite sus características al cromosoma, como la transferencia de una bacteria A a una bacteria B; por tanto, los genes del primero pueden combinarse con los del segundo.
Si ponemos una bacteria HFR en contacto con una F- se forma el puente de conjugación, que envía una señal de transferencia génica por la cual una nucleasa corta una "hélice", el cromosoma comienza a replicarse con un mecanismo de círculo rodante, y la copia pasa a celda F a partir del punto de corte.
El paso del "cromosoma completo tarda aproximadamente 90", pero el puente de conjugación es frágil y, a menudo, se rompe antes de que se complete la transferencia, por lo que solo pasa la cabeza del plásmido y algunos genes cercanos a él; la parte terminal, por otro lado, que contiene el factor F, no pasa. En consecuencia, la célula F- no se convierte en HFR y tampoco F +, sino que adquiere solo algunas de las características de la bacteria donante.
El ADN del donante puede recombinarse con el cromosoma de la célula receptora dando a la bacteria nuevos caracteres genéticos. Otras veces, el ADN se puede degradar y no hay cambios.
Además de los factores F, también existen los denominados factores R (que conducen a la resistencia a los antibióticos); siempre son plásmidos que contienen las secuencias de factores F, a los que se asocian otros para la resistencia a los antibióticos. Luego están los factores COL, que codifican proteínas llamadas colicinas o bacteriocinas, es decir sustancias con acción bactericida, con las que la bacteria se defiende y ataca a las demás células para ocupar los sitios de colonización.
También existen factores ORL, que codifican enterotoxinas y que son típicos de algunos tallos de Escherichia Coli (normalmente presentes en el organismo), capaces de producir enterotoxinas activas en la mucosa del intestino delgado.
Los pili sexuales son típicos y únicos de GRAM, pero la conjugación también ocurre en GRAM +, que posee plásmidos que sintetizan proteínas particulares, que, secretadas externamente, conducen a la agregación entre F + y otras bacterias F- (sin recurrir a al pilo che non c "è). Sin embargo, la conjugación es un evento raro.
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