Modificazioni genetiche e ricombinazione batterica

Modificazioni genetiche e ricombinazione batterica

I batteri si riproducono con il meccanismo della scissione binaria (o semplice, o divisione diretta): da una cellula batterica (madre) si formano due cellule figlie equivalenti provviste di corredi genetici uguali. Ciò porterebbe, se non intervenissero altri meccanismi, alla formazione di colonie identiche metabolicamente e morfologicamente che non consentirebbero in ultima analisi una differenziazione e un’evoluzione delle specie batteriche. Esistono, allora, due principali meccanismi in grado di determinare un cambiamento tale da consentire il verificarsi di ceppi batterici diversi sotto il profilo genetico e quindi anche a livello morfologico e metabolico: le mutazioni e la ricombinazione batterica.

Meccanismi di riparo del DNA

Dal momento che nei batteri possono verificarsi mutazioni a seguito di errori di replicazione o sotto l’azione di mutageni, nelle cellule batteriche si sono evoluti vari meccanismi di riparazione volti a minimizzare i danni al DNA, che altrimenti potrebbero essere fatali. Tali meccanismi riparativi risultano aggiuntivi all’attività di “correzione delle bozze” esercitata dagli enzimi di replicazione: la DNA polimerasi è in grado di rimuovere un nucleotide sbagliato subito dopo la sua aggiunta all’estremità della catena informazione.

I processi di riparo possono essere suddivisi in cinque gruppi:

• Riparo delle lesioni al DNA, come dimeri pirimidinici e basi alchilate, consiste nella rimozione enzimatica diretta del DNA.
• Il riparo per escissione consiste nella rimozione enzimatica diretta del DNA: viene escisso il segmento di DNA che presenta il danno e sostituito con un filamento neosintetizzato. Il riparo per escissione può essere generalizzato e specializzato.
• Il riparo postreplicativo viene attuato per ricombinazione genetica al fine di ripristinare le informazioni perse a seguito del danneggiamento di entrambi i filamenti di DNA.
• In presenza di gravi danni a carico del DNA, entra in azione un riparo soggetto ad errori: un sistema riparativo meno accurato (detto risposta SOS) al quale la cellula batterica ricorre in seguito a stress da intenso danneggiamento del DNA.
• Si tratta di una riparazione che può non essere esente da errore e che la cellula batterica attua come ultima risorsa in mancanza di filamento stampo indispensabile per una riparazione precisa, chiamata riparo prima di morire.