Genetica batterica

La mutazione riguarda la sostituzione di una singola coppia di nucleotidi.

A livello del DNA, una mutazione può essere:

• Transizione: purina sostituita da differente purina (uguale per pirimidina)
• Trasversione: Purina sostituita da pirimidina o viceversa

A livello della proteina:

• Silente: tripletta codifica per lo stesso amminoacido (passa inosservata)
• Missense: la tripletta codifica per un amminoacido diverso
• Nonsense: la tripletta codifica per terminazione della catena.

SCAMBIO GENETICO TRA BATTERI

1. Trasformazione
2. Trasduzione
3. Coniugazione

Queste tre modalità hanno in comune il trasferimento di una singola parte del cromosoma, la trasmissione unidirezionale, la mancata formazione di un vero zigote, e la mancanza di capacità replicativa autonoma della parte trasferita.

1. Trasformazione

Trasferimento di informazione genetica per mezzo di DNA extracellulare. La morte cellulare provoca il rilascio di DNA, che penetrerà nella cellula ricevente, causando sintesi proteica e assorbimento. Ci sarà quindi l'incorporazione all'interno della nuova cellula e l'acquisizione di nuovi caratteri. Griffith fu il primo a mettere in evidenza tale meccanismo nel 1928 tramite lo streptococco pneumoniea e la loro patogenicità correlata alla capsula polisaccaridica, coltivando colonie lisce in presenza di capsula S e colonie rugose in assenza di capsula R. Riuscì a scoprire che i batteri morti di tipo S erano in grado di trasformare il ceppo rugoso in capsulato chiamato principio trasformante in grado di trasformare in virulenti di tipo S i batteri R. Affinché avvenga la trasformazione, è necessario che le cellule liberi mi raggiungano il "fattore di competenza", che avrà come conseguenza: interazione con appositi recettori di superficie e sintesi di autolisina che permette l'apertura di una parte di parete cellulare della cellula ricevente per far entrare il nuovo DNA, aiutato da proteine DNA-binding (trasporto) ed una nucleasi specifica (digestione filamento).

2. Trasduzione

Trasferimento genetico mediato da fagi, distinti in temperati (ciclo lisogenico), litici (ciclo litico) e fagi trasducenti (difettivi poiché trasferiscono DNA sbagliato). La trasduzione è generalizzata quando il fago include e trasferisce qualunque regione del cromosoma batterico donatore alla cellula ricevente. La trasduzione è specializzata quando il profago si può distaccare dal genoma batterico ed iniziare la sua replica, dando origine al ciclo litico. Il distacco può avvenire in modo errato con asportazione di porzioni adiacenti di DNA batterico, lasciando porzioni della stessa lunghezza di genoma fagico.