Genetica batterica

Genetica batterica

DNA nella cellula batterica

Nella cellula batterica il DNA (bicatenario) si trova nel cromosoma batterico e nei plasmidi. Il genoma batterico è sottoposto a un processo evolutivo che permette al batterio di adattarsi a un ambiente circostante. Il genoma è lungo circa 1 mm (3000-6000 geni).

Cromosoma batterico

Il cromosoma batterico è di forma circolare e contiene geni importanti per la sopravvivenza. I cambiamenti a cui il genoma va incontro avvengono attraverso due meccanismi: mutazione e trasferimento intercellulare di materiale genetico.

Plasmidi

I plasmidi contengono geni accessori che non sono essenziali per la sopravvivenza ma sono utili in determinate situazioni, come i geni per l'antibiotico-resistenza e la virulenza. I plasmidi sono di forma circolare e si possono integrare nel cromosoma batterico in singola copia o in più copie (nella stessa cellula batterica si possono avere anche plasmidi diversi).

Mutazione nella cellula batterica

La mutazione è un cambiamento ereditabile della sequenza del DNA. Può avvenire per sostituzione, perdita, integrazione o inversione di nucleotidi.

Mutazione spontanea

Queste mutazioni derivano da errori durante il processo di replicazione o di riparazione del DNA.

Mutazione indotta

Le mutazioni indotte sono provocate da agenti fisici (come radiazioni UV, X) e chimici.

Esempi di caratteri soggetti a mutazione

• Resistenza agli antibiotici
• Resistenza alle radiazioni
• Proprietà biochimiche
• Mutazioni morfologiche

Trasferimento intercellulare di materiale genetico

Il trasferimento intercellulare di materiale genetico può avvenire attraverso tre meccanismi diversi: trasformazione, coniugazione e trasduzione.

Coniugazione

La coniugazione avviene soprattutto nei batteri gram-negativi e necessita del contatto fisico fra due cellule batteriche. Durante questo processo, passano da una cellula ad un'altra dei plasmidi che possono anche veicolare il passaggio di geni cromosomici.

Esempi di plasmidi nella coniugazione

Esempi di plasmidi che passano per coniugazione includono: F, R, Ent.

Plasmide F

Il plasmide F (fertility) è una molecola circolare di DNA autoreplicante. Codifica la sintesi di pili sessuali (pili F) di coniugazione. Il plasmide F è peculiare delle Enterobatteriaceae e si occupa principalmente del trasferimento di caratteri cromosomici. In un incrocio Hfr x F^- o F⁺ x F^-, il plasmide F si inserisce nel cromosoma batterico, facilitando la linearizzazione e il passaggio di porzioni di cromosoma attraverso il pilo. Questo processo può avvenire anche fra specie diverse.