Los dos grandes grupos genómicos
Es posible separar los organismos que conocemos hoy en dos grandes grupos de acuerdo con su organización genómica. El primero sería el del genoma procariota, encontrado de forma general, en las bacterias y el segundo sería el del genoma eucariota.
El genoma procariota esta formado por un cromosoma, compuesto por una molécula circular de ADN. Este cromosoma es extremadamente pequeño, con cerca de 6 x 105 (pb) pares de bases a 9,2 x 106 pb, cuando se compara al de los eucariotas.
Con todo, posee ADN suficiente para codificar todas las proteínas necesarias a su desarrollo. Estos genomas poseen aún un pequeño porcentaje de ADN que no codifica proteína, los cuales son llamados como “secuencias nucleotídicas cortas y repetidas”.
Además del cromosoma circular único, la mayoría de las bacterias posee una o más unidaes genéticas móviles, que pueden ser divididas en tres categorías de acuerdo con el mecanismo de movimiento.
Son ellas:
- Transposones
- Fagos
- Plásmidos
Dependiendo de la categoría, estos segmentos móviles pueden trasladarse de un genoma a otro, de una bacteria hacia células eucariotas, sean ellas animales o vegetales.
Cuando están activados, estos ADNs pueden aumentar la cantidad total de ADN de la célula receptora y consecuentemente en la variabilidad genética.
La primera categoría, la de los transposones, engloba elementos genéticos compuestos por genes que los habilitan a moverse dentro del genoma. Estos elementos genéticos pueden desligarse o salir de una posición del genoma e insertarse en otra.
Para ello, producen una enzima, la transponasa, capaz de promover la inserción del propio elemento, o de una de sus copias, en una nueva región del cromosoma, dese que en el nuevo lugar ocurra un corte en la cinta de ADN para que el elemento transponible sea insertado y reconectado en la nueva posición.
Así, en cuanto estos elementos son insertados, pueden modificar la forma como los genes adyacentes serán expresados, generar nuevas combinaciones genéticas y modificar de forma favorable o no, los genomas de las bacterias portadoras.
Estos elementos pueden aún aumentar considerablemente la plasticidad de respuestas de los genomas delante de las presiones del medio en que estén viviendo. Un buen ejemplo es la influencia de algunos elementos transponibles sobre la variabilidad que algunas especies de insectos tienen en la resistencia a los insecticidas.
La segunda categoría, de los fagos, también llamados como virus de bacterias o bacteriófagos, puede tener como material genético ADN o ARN. Los fagos, poseen forma extracelular capaz de insertarse en los genomas de los procariotas a partir de infección viral.
Como en un virus, el material genético queda protegido de la acción degradante de muchos compuestos del medio extracelular, gracias a una capa proteica, conocida como capside.
En la infección, estos elementos se enlazan a la superficie externa de la bacteria e insertan el genoma vital por medio de la membrana plasmática del huésped. Una vez dentro de la bacteria, los genes del fago, fuerzan al genoma de ese microorganismo a expresar sus informaciones utilizando para ello toda la maquinaria enzimática del procariota huésped.
De esa forma, los fagos obligan a las células huésped, o infectadas, a fabricar componentes que se agruparán para formar nuevos fagos.
La tercera categoría, la de los plásmidos, engloba moléculas de ADN circulares, extra genéticos, de replicación autónoma e independiente del cromosoma bacteriano. Estos elementos genéticos pueden existir en una o más copias por célula.
Además de eso, diferentes tipos de plásmidos pueden suceder en una misma célula. Con relación a los aspectos funcionales los plásmidos pueden conferir ventaja adaptativa a las bacterias, como el poder de infección en el caso de patógenos, además de resistencia a los antibióticos y la posibilidad de defensa contra otras bacterias.
Los plásmidos son elementos de extrema importancia para la biotecnología, una vez que poseen genes que controlan la capacidad de la propia transferencia de una célula bacteriana a otra, en un proceso conocido como conjugación. Este mecanismo, que envuelve un tipo de integración del ADN del plásmido al ADN de una célula objetivo, ha sido muy explorado en las actividades de ingeniería genética.