Il dna batterico

IL DNA BATTERICO

Il DNA batterico non è presente in un nucleo; è un filamento circolare e presenta circa 3-6.000.000 di coppie di basi, per una teorica corrispondenza di 1-2.000.000 di amminoacidi da codificare. Il DNA è diviso in operoni

1. gene promotore

2. gene operatore (sito di attacco del repressore adiacente al sito di attacco del promotore);

3. gene regolatore (codifica per la produzione di un repressore);

4. geni strutturali.

Esistono piccole molecole di DNA extracromosomico, dette plasmidi o episomi (integrazione/deintegrazione autonoma). I plasmidi non sono essenziali. Lo sviluppo batterico determina dalle mutazioni; possono essere spontanee divise in genotipiche e fenotipiche. Si può inoltre avere integrazione di DNA da un'altra cellula o variazione del DNA dovuta alla sottrazione dello stesso dai cromosomi nel caso di cellule con DNA extracromosomico.  Le mutazioni del DNA possono:

Non  modifica nulla;

Altera la struttura del prodotto, ma funziona uguale (fenotipicamente silente);

Altera e fa funzionare in modo ridotto;

Prodotto genico alterato che può funzionare in determinate condizioni;

Prodotto genico aberrato.

Nuovo prodotto = nuova funzione.

La mutazione + frequente è quella puntiforme: transizione (stessa base) e transversione (altra base); può anche determinare il blocco della trascrizione se si cambia il codon in UAA, UGA, UAG. Esistono anche sostanze mutagene, come il 5-BU o la idroxilamina. Possono avvenire anche per l'aggiunta di IS, che passano da un operone all'altro a causa di mutazioni spontanee. Esiste anche un controllo genetico che avviene mediante geni mutatori (controllano la sintesi di determinate basi o specificano per una DNA-polimerasi alterata. A volte il determinante mutageno (gene intero o IS, per processo di trasposizione) è di natura episomica. La mutazione può avere retromutazione (mutazione che ritorna allo stato originale) o soppressione (nuova mutazione).

La ricombinazione è il processo mediante il quale il DNA batterico può passare da una cellula all'altra mediante diverse vie:

Trasformazione: una molecola del DNA, liberatasi dalla cellula originaria (per lisi, ad esempio) può essere integrata in una cellula ricevente: alto grado di omologia, minimo 10⁶ daltons, la cellula ricevente deve essere competente (arresto di sintesi di DNA, rallentamento della sintesi del cell-wall per maggiore elettronegatività); il DNA si appaia sul cell-wall, si lega prima debolmente e poi stabilmente (presenza di recettori di membrana), poi penetra tra cell-wall e membrana, poi eclisse e poi integrazione mediante un processo di ricombinazione cromosomica

Coniugazione: trasferimento genetico mediante contatto fisico tra 2 cellule. Esiste in molte cellule il fattore sessuale F (simile al 90 % al contenuto di Citosina al DNA di Escherichia coli.); questo specifica la sintesi di pili sessuali, ovvero i ponti di congiunzione tra le cellule; il fattore F poi si trasferisce mediante rotture della sua struttura circolare e si integra mediante ricombinazione cromosomica; nello stato integrato il fattore F perde la sua autonomia replicativa, ma può anche riconvertirsi al suo stato extracitoplasmatico, quindi può non essere trascritto e non trasferirsi in altre cellule. Fattori colinogenici: antibiotici naturali prodotti da batteri che possono essere trasferiti e offrire resistenza. Fattori R: plasmidi che posseggono: geni che controllano la produzione di fattori R, geni che controlano la produzione di pili sessuali; geni che regolano l'esistenza extracromosomica; possono comportarsi come episomi; possono determinare: resistenza ai raggi ultravioletti, agli antibiotici, agli ioni (H, Co, Ni, Hg), all'azione battericida del siero umano; possono controlare il metabolismo.

Trasduzione: la trasduzione è il meccanismo di trasferimento che avviene mediante i fagi temperati. L'incorporazione può avvenire nella fase di maturazione del fago, quando avviene l'assemblaggio dell'A.N. con l'involucro o nella fase di distacco del profago dalla regione cromosomica in cui è inserito. Nel primo caso di ha la trasduzione generalizzata, ovvero si può trasferire qualunque gene, mentre nel secondo caso si ha la trasduzione specializzata mediante la quale si ha il passaggio del solo A.N. in vicinanza del profago. La dimensione del DNA batterico è di norma quanto l'A.N. del fago, poiché l'incorporazione si conclude quando termina l'assemblaggio del capside.

La particella adsorbita in un'altra cellula può essere:

1. Degradata enzimaticamente; 2. Può assumere posizione extracromosomica; 3. Può essere integrata correttamente; 4. Può essere silente (trasduzione abortiva). La cellula può anche trovarsi in uno stato di momentanea diploidia.

Fattori colinogenici: antibiotici naturali prodotti da batteri che possono essere trasferiti e offrire resistenza. Fattori R: plasmidi che possono passare per coniugazione