Evoluția speciei umane este garantată de meioza celulelor germinale și de unirea lor ulterioară (fecundare) .În acest fel, noile generații moștenesc jumătate din patrimoniul genetic de la tată și jumătate de la mamă.
Deoarece bacteriile se reproduc asexual, prin simpla fisiune binară, evoluția lor este garantată de două mecanisme principale: cel al mutațiilor și cel al recombinărilor.
MUTATII: eveniment aleatoriu care se manifestă cu alterări și substituții la nivelul secvențelor de nucleotide care alcătuiesc genomul bacterian.
RECOMBINAȚII: derivă din mecanisme de transfer genic: o bacterie donatoare transferă secvențe de mucleotide către bacteria receptor, care le integrează în genomul său conform unui mecanism de RECOMBINARE HOMOLOGĂ. Toate acestea duc la achiziționarea de noi caracteristici, cum ar fi capsula, capacitatea de a produce anumite toxine, factori de rezistență la antibiotice etc.
În bacterie genomul este conținut în cromozomul unic și uneori și în medii extracromozomiale, numite PLASMIDE, care au aceeași structură superspiralizată, dar cu un diametru mai mic. Plasmidele sunt dotate cu replicare autonomă și pot codifica, de exemplu, pentru toxine, pili, adezine, bacteriocine sau factori de rezistență; unele plasmide se pot integra și în genomul bacterian și ulterior pot deveni independenți; în aceste cazuri se numesc EPISOMI. În general, prin urmare, în plasmide găsim informațiile genetice ale caracterelor auxiliare, nu esențiale pentru supraviețuirea bacteriei.
Unele plasmide au un spectru îngust de potențiale gazde, în timp ce altele au un spectru mai larg (ceea ce înseamnă că pot fi transferate la diferite bacterii).
Pentru a transfera materialul genetic, apoi plasmidele sau secvențele genomice, bacteriile au elaborat trei mecanisme diferite, numite: transformare, conjugare și transducție. La acestea, se poate adăuga un al patrulea, numit TRANSPOZIȚIE, prin care materialul genetic este transferat dintr-o zonă a cromozomului în alta sau din plasmidă în cromozom, în interiorul bacteriei.
Trecerea fragmentelor de ADN libere, provenite din liza bacteriană, către o bacterie primitoare.
Transferul de gene prin contact fizic între două bacterii, dintre care donatorul se numește F + (fertilitate pozitivă) și are un derivat de conjugare, în timp ce receptorul F-.
Transferul este mediat de un virus bacterian numit bacteriofag.
TRANSFORMARE: procesul de transformare poate fi împărțit în etape distincte:
1) legătura dintre ADN și celulă
2) intrarea ADN-ului în celulă
3) recombinarea ADN-ului liber care intră în bacteria receptorului
4) expresie fenotipică
Un ADN care se transformă trebuie să fie:
1) elice duble
2) cu greutate moleculară mai mare de 106 Dalton
3) au o „mare analogie cu ADN-ul celulei receptoare
Celula receptoră, la rândul ei, trebuie să se afle într-o stare fiziologică numită competență. O celulă este competentă atunci când se află la sfârșitul creșterii sale exponențiale sau logaritmice; în această fază, de fapt, sinteza proteinelor este maximă și factorii de competență ( proteine care permit pătrunderea ADN-ului).
CONJUGAREA: constă în transferul direct al materialului genetic prin contact fizic între două celule bacteriene.
Unele bacterii conțin o plasmidă, numită factor F, care codifică proteinele care formează teancul de conjugare. Această plasmidă, dotată cu replicare autonomă, are gene care îi permit să se replice și să se transfere de la o bacterie F + la alta (F-).
Etape de conjugare: O bacterie F + întâlnește o bacterie F- și se formează o punte de legătură. În acest moment, plasmida începe să se replice cu un mecanism numit cerc de rulare (în direcția 5 "- 3"), în timpul căruia una dintre cele două substanțe hemielice trece prin pilus. La sfârșitul replicării și al transferului, avem două F +, deoarece primul păstrează copia plasmidei, în timp ce F- primește al doilea hemiel, care apoi se duplică și formează plasmida.
Uneori (rar) într-o celulă F + plasmida se poate integra în cromozom. Noile celule în care este integrată plasmida sunt numite HFR (frecvență ridicată de recombinare). În aceste celule, plasmida integrată își transmite caracteristicile către cromozom, cum ar fi cea de transfer de la o bacterie A la o bacterie B; prin urmare, genele primului se pot combina cu cele ale celui din urmă.
Dacă punem o bacterie HFR în contact cu un F- se formează puntea de conjugare, care trimite un semnal de transfer de gene pentru care o nuclează taie o „helix, cromozomul începe să se replice cu un mecanism de cerc rotativ și copia în care trece celula F începând de la punctul de tăiere.
Trecerea „întregului cromozom durează aproximativ 90”, dar puntea de conjugare este fragilă și se rupe adesea înainte ca transferul să fie finalizat, deci trece doar capul plasmidei și unele gene apropiate; partea terminală, pe de altă parte, care conține factorul F, nu trece. În consecință, celula F nu devine HFR și nici F + nu, dar capătă doar unele dintre caracteristicile bacteriei donatoare.
ADN-ul donatorului se poate recombina cu cromozomul celulei receptoare dând bacteriei noi caracteristici genetice. Alteori ADN-ul poate fi degradat și nu există nicio schimbare.
Pe lângă factorii F există și așa-numiții factori R (care duc la rezistență la antibiotice); sunt întotdeauna plasmide care conțin secvențe de factori F, cărora li se asociază alții pentru rezistența la antibiotice. Apoi, există factori COL, care codifică proteinele numite colicine sau bacteriocine, adică substanțe cu acțiune bactericidă, cu care bacteria se apără și atacă celelalte celule pentru a ocupa locurile de colonizare.
Există, de asemenea, factori ORL, care codifică enterotoxinele și care sunt tipice unor tulpini Escherichia Coli (prezente în mod normal în organism), capabile să producă enterotoxine active pe mucoasa intestinului subțire.
Pilii sexuali sunt tipici și unici pentru GRAM - dar conjugarea apare și în GRAM +, care posedă plasmide care sintetizează anumite proteine, care - secretate extern - duc la agregarea între F + și alte bacterii F (fără a recurge la al pilo che non c „è). Conjugarea este totuși un eveniment rar.
Alte articole despre „Bacterii: transferul„ informațiilor genetice ”
- toxine bacteriene
- bacterii
- bacterii caracteristice
- celulă bacteriană
- structuri accesorii ale bacteriilor
- Bacterii: transfer de informații genetice
- Antibiotice
- Categorii de antibiotice
- Rezistență la antibiotic
