Genetica bacteriana

GENETICA BACTERIANA

Genetica - studiaza transmiterea informatiei si variatia acesteia .

Toate insusirile mostenite sunt codificate in ADN . Bacteriile poseda doua tipuri de ADN :
1. ADN cromozomal

2. ADN extracromozomal , plasmidic .

ADN cromozomal bacterian este format dintr-o singura molecula circulara de ADN dublu catenar , astfel incat se considera ca formeaza un singur cromozom .

Informatia genetica este codificata in secventa bazelor purinice si pirimidinice ( adenina , guanina , respectiv citozina si timina ) . Trei baze consecutive formeaza un codon , care codifica fie un aminoacid , fie o secventa reglatoare , de ex. START sau STOP . Secventa codonilor care codifica aminoacizii unei proteine formeaza o gena .

Replicare ADN-ului este semiconservativa , cele doua catene se separa si se conserva intacte in cele doua molecule de ADN fiice . Replicarea ADN se face cu interventia enzimei ADN -polimeraza ADN dependenta .

Plasmidele sunt molecule mici , circulare de ADN extracromozomial . Ele se replica odata cu celula ( exista obligatoriu in celulele fiice ) , dar au si replicare autonoma , independenta de a cromozomului ( sunt repliconi ) . Intr-o bacterie pot exista deci exemplare unice sau multiple ale unei anumite plasmide . Unele plasmide pot fi transferate de la o bacterie la alta ; din aceasi specie sau din specii diferite prin procesul de conjugare .

Tipuri de plasmide :

plasmide R : plasmide ce contin gene ale rezistentei la antibiotice .

factorii Col : contin gene ce codifica producerea de toxine extracelulare ( bacteriocine , colicine ) , in special la bacterii Gram negative intestinale , toxine ce inhiba alte bacterii ale unor specii diferite sau chiar ale aceleiasi specii .

factorul F ( de fertilitate ) ce se insera in cromozomul bacterian si promoveaza frecventa crescuta a recombinarilor .

plasmide utilizate ca vectori in ingineria genetica ( gene ce codifica anumite proteine utile sunt atasate de plasmide bacteriene cu multiplicare rapida , astfel incat expresia lor este foarte eficienta ) .

Biosinteaza proteinelor

Sinteza proteinelor se realizeaza in doua etape :

transcrierea informatiei genetice din ADN intr-o molecula de ARN-mesager .

traducerea , adica transformarea informatiei continute in secventa de ARN-m in secventa de aminoacizi formand o proteina , la nivelul ribozomilor .

transcrierea este limitata la o portiune a unei catene ADN , care cuprinde informatia pentru o proteina .

molecula de ARN-m ajunsa in citoplasma , se ataseaza de subunitatea 30 S a ribozomului . Subunitatea 50 S are 2 situsuri : un situs acceptor sau aminoacyl ( A ) si un situs peptidyl ( P ) . La nivelul situsului A se ataseaza o molecula de ARN de transfer cuplata cu un aminoacid , si anume ARN-t cu anticodonul complementar codonului respective de pe ARN-m . Ribozomul se deplaseaza de-a lungul moleculei de ARN-m , determinand atasarea de noi molecule de ARN-t + Aminoacid si formarea , la nivelul situsului P a unui lant polipeptidic .

VARIATIA GENETICA LA BACTERII

Variatia genetica la bacterii are loc prin :

Mutatii

Transfer genetic

Mutatiile reprezinta modificari in secventa bazelor de AND . Muratia se poate datora unei :

substitutii de baze ( o baza azotata este inlocuita cu alta )

deletii ( pierderea unei sau a mai multor baze , cu modificarea codonilor )

insertii de baze , de asemenea cu modificarea codonilor .

Mutatiile pot fi recunoscute fenotipic prin aparitia sau pierderea unor caractere , pot san u fie recunoacute , sau pot fi letale .

Transferul genetic poate avea loc prin trei mecanisme :

Transformarea

Transductia

Conjugarea

Transformarea se produce atunci cand fragmente de ADN bacterian exogen sunt absorbite intr-o celula receptoare , fiind urmata de recombinarea cu cromozomul bacterian . Fragmentul de ADN exogen poate fi cromozomial sau plasmidic . Transformarea este detectata prin modificarea unor caractere ale bacteriei receptoare . Frecventa transformarilor este scazuta .

Transductia este o forma de transfer care are loc prin intermediul bacteriofagilor ( virusuri care paraziteaza si se multiplica in bacterii ) . In timpul replicarii fagilor in bacterie , fragmente din ADN-ul cromozomial sau plasmidic al bacteriei poate fi accidental inclus in ADN-ul fagic . Dupa liza bacteriei si eliberarea fagilor , cand acestia vor infecta alte bacterii , fragmentul de ADN agatat va fi introdus si recombinant in cromozomul noii bacterii gazda , sau , respective sa devina plasmida a acesteia . Genele incluse in fragmentul respective se pot apoi exprima .

Exemplu : Conversia fagica a tulpinilor de Corynebacterium diphteriae non-toxigene in tulpini toxigene . Gen ace codifica producerea toxinei difterice poate fi transferata prin intermediul unui fag temperat , care se integreaza in genomul celulei gazda si determina la acesta producerea de toxina .

Conjugarea este mecanismul cel mai important prin care bacteriile , in special enterobacteriile achizitioneaza noi gene . ADN-ul plasmidic este transferat de la o celula donator la o celula receptor prin intermediul unui pil sexual . Formarea pilului sexual este osificata de gena plasmidica tra .

Transpozomii sunt segmente de ADN care se pot muta rapid de la o plasmida la alta sau de la plasmida la cromozom si invers .