Genoma batterico

Genoma batterico

Il fatto che il genoma sia aploide fa sì che qualunque cambiamento a livello genomico si manifesti immediatamente a livello fenotipico. Il cromosoma batterico è fatto solo da esoni e ha 5 milioni di paia di basi. DNA a doppia elica circolare.

Alcuni batteri possono possedere anche i plasmidi (elementi genetici accessori) fatti da DNA a doppia elica circolare molto piccoli e con poche basi. Qualche batterio ne possiede pochi, altri batteri ne possiedono più copie. I geni che si trovano sui plasmidi codificano per le esotossine, per i pili e per gli enzimi per la resistenza agli antibiotici.

La replicazione del DNA batterico è semiconservativa, i batteri replicano nell'arco di mezz'ora e il loro patrimonio genetico non è molto stabile. Questa instabilità si manifesta o con mutazioni (possono essere spontanee oppure possono essere indotte da agenti fisici e chimici) o con eventi di ricombinazione (presuppongono il trasferimento di uno o più frammenti di DNA da una cellula batterica donatrice a una ricevente, sono trasformazione, trasduzione, coniugazione e trasposizione).

Agenti chimici e fisici

Gli agenti chimici sono spesso rappresentati da analoghi delle basi (che si sostituiscono alle basi determinando frameshift che portano alla sintesi di sostanze non funzionali o alla mancata sintesi di sostanze importanti), da sostanze che interagiscono con le basi o sostanze che si intercalano nel DNA. Tra gli agenti fisici ci sono i raggi gamma (rompono la doppia elica) e UV (denaturano il DNA).

Per capire se i batteri hanno sviluppato mutazioni si fa la valutazione dei mutanti nutrizionali, ossia dei batteri che hanno perso determinate capacità metaboliche, attraverso il metodo della replica plating.

Replica plating

Replica plating –> alla fine si vede che sul terreno completo tutti i batteri si sono replicati e hanno formato colonie, mentre sul terreno minimo crescono solo i batteri che non sono mutanti nutrizionali. Questo evidenzia un tipo di mutazione che impedisce ai batteri di sopravvivere in condizioni minime di nutrienti.

Meccanismi di trasferimento genetico

Trasformazione –> acquisizione di DNA batterico esogeno dall'ambiente che deriva da un altro batterio morto. Succede che sulla superficie della cellula batterica ci sono dei recettori proteici che legano il frammento di DNA, poi interviene una DNAsi che elimina una delle due eliche di DNA, mentre l'altra elica entra e si appaia con il cromosoma batterico e si ha evento di ricombinazione. Non tutti i batteri sono trasformabili e quelli trasformabili lo sono quando sono in fase esponenziale di crescita e in vitro se trattati con calore o altri trattamenti chimici che li rendono competenti alla trasformazione.

Coniugazione –> meccanismo di trasferimento...