Biologia | Genetica batterica

Biologia | Genetica batterica

I batteri si dividono per scissione binaria. Un batterio, dopo aver duplicato il suo patrimonio genetico, si divide in due cellule figlie. Questo meccanismo di divisione non richiede la fusione di due cellule genitori per la creazione di una cellula figlia; non c’è quindi mescolamento di genomi diversi come accade negli eucarioti.

Tuttavia, anche nei batteri esistono meccanismi che permettono di ricombinare i loro geni, estremamente utili dal punto di vista evolutivo, perché introducono quella variabilità genetica che permette di sopravvivere a eventuali cambiamenti dell’ambiente.

Quando un nuovo frammento di DNA entra in una cellula batterica, può verificarsi un evento di ricombinazione. I tre meccanismi più comuni con cui questo accade sono la trasformazione, la trasduzione e la coniugazione.

Biologia | Genetica batterica

  • Trasformazione: ricombinazione che avviene quando un batterio acquisisce DNA libero dall’ambiente. Il DNA trasformante può fuoriuscire da cellule morte ed essere assunto da cellule vive, che possono così incorporare i nuovi geni presenti su di esso. Quindi da un batterio lisato si liberano frammenti di DNA alcuni dei quali possono penetrare in una cellula viva. Infine, si verifica un evento di ricombinazione tra il frammento di DNA e il cromosoma ospite.
  • Trasduzione: meccanismo di trasferimento del DNA da un batterio a un altro a opera di un virus. Il DNA del batteriofago viene iniettato per dare inizio a un ciclo litico. Durante il ciclo litico, frammenti di DNA batterico vengono impacchettati nei capsidi fagici. In una «infezione» successiva, il DNA batterico si inserisce nel nuovo cromosoma ospite mediante ricombinazione.
  • La coniugazione è un processo in cui due batteri entrano a contatto diretto e la copia di una
    parte del DNA passa da un batterio donatore a un batterio ricevente. Il processo inizia con la comparsa sul batterio donatore di una o più piccole escrescenze, detti pili sessuali, che portano due cellule in stretto contatto reciproco; si forma così un tubo di coniugazione citoplasmatico attraverso cui il DNA viene trasferito da una cellula all’altra.

In aggiunta al cromosoma principale, molti batteri ospitano cromosomi circolari più piccoli, definiti plasmidi. 

Di regola i plasmidi si duplicano in contemporanea con il cromosoma principale; possono però trasferirsi da una cellula all’altra durante la coniugazione, portando nuovi geni nel batterio ricevente. Dal momento che i plasmidi hanno un’esistenza indipendente dal cromosoma principale, non c’è bisogno che si ricombinino con esso perché i loro geni possano aggiungersi al genoma della cellula ricevente.

Esiste un altro meccanismo per il «trasporto genico»: alcuni frammenti di DNA, denominati trasposoni, sono in grado di spostarsi all’interno del genoma andando a inserirsi in un punto diverso dello stesso o di un altro cromosoma. Questo meccanismo consente di spostare alcuni geni all’interno di una singola cellula. Un trasposone può essere costituito solo da una breve sequenza di DNA, chiamata elemento trasponibile , oppure contenere al suo interno uno o più geni.