Recombinación bacteriana

La recombinación mezcla elementos genéticos (genoma o partes de un genoma) de dos células diferentes en una misma célula, dando lugar a un nuevo genotipo. Tiene como consecuencia la dispersión de la variabilidad genética entre organismos de una población, y la transmisión de caracteres genéticos entre individuos de un población. En la recombinación tiene lugar el apareamiento de moléculas de ADN, que son homólogos y el intercambio de estas cadenas de ADN. Se forma un genotipo recombinante:

En eucariotas, la recombinación tiene lugar durante la reproducción sexual. En ella se forman gametos haploides y durante la fecundación, se fusionan y forman un cigoto diploide. En bacterias no existe la reproducción sexual, pero si tenemos recombinación, tiene lugar mediante la transferencia de una porción del genoma de una bacteria dadora denominada exogenote a una bacteria aceptora o endogenote. Como consecuencia, se forma un merocigoto (zigoto parcial). Este merocigoto contiene el genoma entero de la célula aceptora y sólo una parte de la célula dadora. En bacterias, la recombinación es ocasional (sólo de vez en cuando), fragmentaria (sólo se recombina parte del genoma) y no es necesaria para completar el ciclo de vida de las bacterias. Lo que sí es beneficioso es para la población.

MECANISMOS DE RECOMBINACIÓN
Hay tres tipos:

TRANSFORMACIÓN: la célula aceptora toma genes de una molécula de ADN (de la célula dadora) que se encuentra en el medio que rodea a la célula aceptora.
La célula dadora se fragmenta, y también lo hace la molécula de ADN. Uno de estos fragmentos es captado por la célula aceptora, si hay segmentos homólogos tiene lugar el intercambio de cadenas de ADN RECOMBINACIÓN propiamente dicha.

TRANSDUCCIÓN: es un mecanismo de recombinación genética en bacterias, que está mediado por un virus bacteriano denominado bacteriófago=fago. En este proceso, la célula dadora es en primer lugar infectada por un fago. Se forma así una partícula viral que está defectuosa, y que contiene parte del ADN del fago y parte del ADN de la bacteria. Ahora, esta partícula viral se llama partícula transductora y es capaz de infectar a una bacteria receptora. De esta manera hay una transmisión de ADN de una bacteria dadora a una bacteria aceptora, a través de un fago. Un fago que infecta a una bacteria forma lo que se denomina partícula viral, que está constituido por una cápsida de proteínas y en su interior está el genoma viral (la mayoría de bacterias tienen ADN de cadena doble). Cuando un fago infecta a una bacteria, tiene lugar lo que se llama el ciclo de replicación viral, cuyo objetivo es la formación de numerosas partículas virales. Este ciclo de replicación viral finaliza normalmente con la lisis de la bacteria. Por eso también se le llama ciclo lítico. Para que un fago infecte a una bacteria, tiene que ocurrir que este fago se una a la superficie de la bacteria. Es una unión específica y está regulada por receptores que se encuentran en la superficie de la bacteria y reconocen de forma específica proteínas de la cápsida. Después de la unión, tiene lugar la penetración del ADN viral. A continuación, el ADN del fago se multiplica dentro de la bacteria, mientras que normalmente el ADN de la bacteria es degradado. Cuando se ha multiplicado el ADN viral, se sintetizan las proteínas de la cápsida del virus.

Después, tiene lugar el ensamblaje de las proteínas de la cápsida y el ADN viral, formándose nuevas partículas virales. Finalmente, la bacteria se rompe y se liberan las partículas virales, que pueden volver a infectar nuevas bacterias. Durante el ciclo de reproducción del fago, se forma una partícula defectuosa dentro de la bacteria, que contiene parte del ADN del fago y parte de la bacteria. Se llama a esta partícula, partícula transductora. Esta partícula puede infectar a otras bacterias.

CONJUGACIÓN: es un mecanismo de recombinación en bacterias que requiere el contacto directo entre dos bacterias. Es un proceso polarizado, es decir, siempre va en la misma dirección, por lo que hay células dentro de una población de bacterias que siempre actúan como dadora, F + o Fertilidad +, y luego hay otras que actúan siempre como aceptoras, F - o Fertilidad -.
Las etapas de la conjugación son:
- Contactos entre bacterias F + y F - a través de las fimbrias. Los genes para la formación de estas fimbrias, está en el factor F, por lo que sólo van a poder tener estas estructuras las F +.
- Movilización del plásmido, que consiste en la rotura de una de las dos cadenas del factor F, en una secuencia determinada. La enzima que corta el ADN es una endonucleasa que también está codificada por el factor F. Una vez que tiene lugar la rotura de la cadena, se da la replicación o duplicación de la
cadena que permanece cerrada. Esto causa el desplazamiento de la cadena abierta y que es transferida a la célula receptora a través de la fimbria. Cuando se acaba esto, tenemos que la célula que era F + conserva el factor F completo y la F - ha recibido una cadena del plásmido. Replicación de la cadena transferida. Se rompe el contacto entre las células y al final las bacterias son F +. El factor F tiene una propiedad, se puede integrar en el cromosoma de la bacteria.