Variabilidad genética en bacterias
Puesto que las bacterias no se reproducen sexualmente, debe haber otros mecanismos para obtener la variabilidad genética. Estos son la mutación y la obtención de nuevos genes, ya sean genes exógenos o reorganización de los genes propios. Además, las bacterias tienen “variantes” a la reproducción sexual: la transformación, la conjugación y la transducción.
La transformación consiste en la transferencia de material genético libre: la célula receptora capta un trozo de material genético de la célula donadora. En los años 20 Griffith ya demostró que los procesos de transformación ocurren en la naturaleza. Para ello trabajó con Streptococcus pulmonae. Tenía una cepa patógena y otra no patógena. Al mezclar los individuos patógenos muertos con los no patógenos vivos, estos adquirían patogenicidad. Para comprobarlo los inyectaba en un ratón, que adquiría la enfermedad.
En 1944 Avery, McLeod y McCarthy repitieron estos experimentos en tubos de ensayo, y observaron que, efectivamente, había transferencia de material genético de las células muertas a las vivas. La capacidad de una célula para captar material exógeno y ser transformada es lo que se denomina competencia, y no todas las bacterias son igual de competentes.
La transducción consiste en la transferencia de material genético encapsidado dentro de un fago. Es un fenómeno muy frecuente en la naturaleza, y existen varios tipos:
– Transducción generalizada: el virus encapsida por error el material genético bacteriano en lugar del suyo propio. Un ejemplo es el fago P22 del género Salmonella. De esta forma, cualquier gen de la célula donadora puede ser transmitido.
– Transducción especializada: el fago se integra en el material genético de la célula hospedadora y al salir se lleva una parte. Se llama especializada porque este tipo de fagos transmiten siempre la misma información genética, ya que se integran en un punto concreto del genoma bacteriano. Además, algunos fagos han llevado la transducción generalizada a su caso más extremo en lo que se denomina el proceso de “conversión fágica”: a lo largo de la evolución un fago ha adquirido los genes de una bacteria y los lleva permanentemente en material genético. De esta forma, al infectar una célula le introduce estos genes y provoca un cambio fenotípico característico.
La conjugación consiste en la transferencia de material genético entre dos bacterias unidas físicamente. Está mediado por un pili sexual. La célula donadora es F+ y tiene el pili sexual, y la receptora el F-. La célula donadora tiene un tipo de plásmido: elemento genético extracromosomal capaz de replicarse autónomamente. Tiene doble cadena y es capaz de controlar y dirigir la conjugación. Cuando el plásmido se pasa a otra bacteria, le confiere nuevas características. Además, en este caso, al contrario que en la transducción y en la transformación, el material genético no debe fijarse, ya que el plásmido es extracromosomal. También puede suceder que el plásmido se integre en el genoma de la célula hospedadora, generando una nueva cepa bacteriana que ha convertido su genoma en un gran plásmido conjugativo. Se puede transmitir a células receptoras y también es fuente de variabilidad genética.
