GENETICA BACTERIANA

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Genética Bacteriana 
 
 
El genoma bacteriano es el conjunto total de genes que porta una bacteria tanto en su cromosoma 
como en sus elementos genéticos extra cromosómicos, en caso de poseer alguno. El cromosoma 
bacteriano presenta algunas diferencias respecto al cromosoma humano. El cromosoma de una 
bacteria típica consta de una sola molécula circular bícatenaria de ácido desoxirribonucleico (ADN) 
contiene aproximadamente 5 millones de pares de bases. Los cromosomas bacterianos más 
pequeños miden aproximadamente la cuarta parte de dicha longitud. En cambio, el ser humano 
posee dos copias de 23 cromosomas. El cromosoma bacteriano tienen una orientación definida es 
decir, los genes siguen una secuencia. Por el orden secuencial del genoma, hay elaboración de 
mapas del cromosoma bacteriano. Se puede definir ala genoma bacteriano como un conjunto de 
genes que posee una bacteria tanto en su cromosoma como en sus elementos extra 
cromosómicos. Las bacterias pueden contener elementos extra cromosómicos como los plásmidos 
y bacteriófagos, siendo estos independientes del cromosoma bacteriano, y pueden transmitir de 
una célula a otra. 
Los genes son secuencias de nucleótidos que poseen una función biológica; como ejemplos 
pueden citarse los genes estructurales de tipo proteico (los ostrones, que son genes 
codificadores), los genes del ácido ribonucleico (ARN) ribosómico y los sitios de reconocimiento y 
de unión de otras moléculas (promotores y operadores). Los promotores y los operadores son 
secuencias de nucleótidos que controlan la expresión de un gen al determinar las secuencias que 
se transcribirán en ARN mensajero (ARNm). 
Los Operones: Son grupos de uno o más genes estructurales que se expresan a partir de un 
promotor específico y finalizan en el denominado terminador de la transcripción. Por tanto, todos 
los genes que codifican las enzimas de una ruta específica pueden regularse de una forma 
coordinada. Se define como una unidad genética funcional formada por un grupo o complejo de 
genes capaces de ejercer una regulación de su propia expresión por medio de los sustratos con los 
que interaccionan las proteínas codificadas por sus genes. Este complejo está formado por genes 
estructurales que codifican para la síntesis de proteínas (generalmente enzimas), que participan 
en vías metabólicas cuya expresión generalmente está regulada por otros 3 factores de control, 
llamados: 
• Factor promotor: zona que controla el inicio de la transcripción del operó, ya que la ARN 
polimerasa tiene afinidad por ella. Realmente, como un gen es cada unidad de 
transcripción independiente, y puesto que el operón tiene un único promotor que 
controla toda su expresión, no hay elementos para decir que se trate de "varios genes" de 
expresión coordinada; más correcto sería decir que el operó es un único gen que codifica 
un ARNm policistrónico (es decir, con muchos codones de inicio y término, con lo que a la 
hora de traducirse dará lugar a varias proteínas independientes). Sin embargo, es común 
referirse a los "genes" del operón para hacer referencia a las regiones que, una vez 
transcritas, codificarán proteínas independientes. 
 
• Operador: zona de control que permite la activación/desactivación del promotor a modo 
de "interruptor génico" por medio de su interacción con un compuesto inductor. Esto lo 
logra porque tiene secuencias reconocibles por proteínas reguladoras. Tras su unión, por 
plegamientos tridimensionales interacciona con la zona del promotor, donde las proteínas 
reguladoras que se han unido contactan con la ARN Polimerasa, aumentando o 
disminuyendo su afinidad por el promotor, y con ello dando lugar a la expresión/represión 
del resto de los genes estructurales. 
• Gen regulador: alguno de los genes del operón pueden codificar factores de transcripción 
que se unan al promotor, regulando así la propia expresión del operón. A toda regulación 
de la expresión realizada desde dentro del gen u operón se le llama "regulación en cis", 
pero puede haber también genes muy alejados del operó que codifiquen factores de 
transcripción para uno o varios otros genes u operones, y en este caso se hablaría de 
"regulación en trans". 
 
Replicadora del ADN 
 
El cromosoma bacteriano es un almacén de información que define las características de las 
células y llevan a término los distintos procesos celulares. Por tanto, es fundamental que esta 
molécula se replique sin errores. La replicación del cromosoma bacteriano se desencadena por 
una cascada de sucesos relacionados con la velocidad de crecimiento de la célula. La replicación 
del ADN bacteriano se inicia en una secuencia específica del cromosoma denominada OríC. Aparte 
de otras enzimas, el proceso de replicación exige la participación de una enzima (helicasa) capaz 
de desenrollar el ADN y exponerlo, otra enzima capaz de sintetizar los cebadores que inician el 
proceso y una enzima o enzimas que permiten a la enzima confirmar que se ha insertado el 
nucleótido correcto y corregir así los posibles errores que pudieran cometerse. Durante la fase 
logarítmica de crecimiento en un medio rico, pueden tener lugar numerosos inicios del proceso de 
replicación cromosómica antes de que tenga lugar la división celular. Este proceso genera una 
serie de nidos de burbujas en los cromosomas hijos, cada uno de los cuales contiene su propio par 
de horquillas de crecimiento para efectuar la síntesis de una nueva molécula de ADN. 
Puede definirse como cualquier proceso por el cual una cosa puede hacer una copia de sí misma. 
Las células, en ambientes adecuados, se reproducen por división celular. Durante la división 
celular, el ADN se replica y puede transmitirse a la descendencia durante la reproducción. 
 
 
Mecanismos de Transferencia de Genes 
 
La reproducción más típica de las bacterias es asexual, se multiplican por incisión y biparticipación 
• Conjugación: Es el proceso de transferencia de material genético entre una célula 
bacteriana donadora y una receptora mediante el contacto directo o una conexión que las 
una. La conjugación es un mecanismo de transferencia horizontal de genes como la 
transformación y la transducción, con la diferencia de que estos últimos no involucran 
contacto intercelular. La conjugación bacteriana a menudo es considerada el equivalente 
bacteriano a la reproducción sexual o al apareamiento debido a que implica el 
intercambio de material génico. Durante la conjugación la célula donadora provee un 
elemento génico móvil o conjuntivo que generalmente es un plásmido o transposón. 
• Transformación: Son alteraciones genéticas resultantes de introducir ADN por virus 
(transducción) o por contactos intercelulares entre bacterias (conjugación). Es la adición 
al ADN extraño, una bacteria induce fragmentos ADN que hay libres en el medio, la célula 
donadora emite un apéndice tubular llamado Pili o fimbria que comunica su citoplasma 
con el de la célula receptora. 
• Transducción: Como consecuencia de una infección por un fago (bacteriófago o virus 
bacteriano), el agente emisor es un virus que transporta fragmentos de la última bacteria 
que ha parasitado. 
• Recombinación: Es el proceso por el cual una hebra de material genético (usualmente 
ADN, pero también puede ser ARN) se corta y luego se une a una molécula de material 
genético diferente. Es una fuente fundamental de variabilidad genética, ya que el 
intercambio de material genético entre ambos fragmentos puede dar lugar a una 
información genética nueva y válida. De hecho, la recombinación genética ocurre de 
forma natural precisamente con ese objetivo. 
Ingeniería Genética: La ingeniería genética (conocida también como tecnología del ADN 
recombinante) emplea técnicas y métodos desarrollados por especialistas en genética bacteriana 
con el objeto de purificar, amplificar, modificar y expresar secuencias genéticas específicas. La 
utilización de la ingenieríagenética y la clonación ha revolucionado tanto la biología como la 
medicina. Los componentes básicos con que cuenta la ingeniería genética son los siguientes 
1) los vectores de clonación y expresión, que pueden utilizarse para introducir secuencias de 
ADN en el interior de bacterias receptivas y amplificar la secuencia deseada 
2) la secuencia de ADN que se desea amplificar y expresar 
3) diversas enzimas, como las enzimas de restricción, que se usan para degradar de forma 
reproducible la molécula del ADN en unas secuencias determinadas y la ligasa de ADN, la 
enzima que une los fragmentos al vector de clonación. 
¿Cuáles son las principales propiedades de un plásmido?: Los plásmidos son fragmentos extra 
cromosómicos de ácidos nucleicos (ADN o ARN) que aparecen en el citoplasma de algunos 
procariotas. Son de tamaño variable aunque menor que el cromosoma principal. Son herramientas 
muy útiles en ingeniería genética para la transformación génica y la manipulación genética de 
procariotas y eucariotas. Los plásmidos empleados en ingeniería genética se llaman vectores. Son 
muy útiles para sintetizar en grandes cantidades proteínas de interés, como la insulina o los 
antibióticos, mediante un procedimiento conocido como transformación. Aunque los plásmidos no 
pueden sintetizar una envoltura proteica y se transfieren con dificultad de una célula a otra se ha 
hipotetizado que podrían ser los precursores de los primeros virus.