Genetica

Genética microbiana




Raquel de los A. Junco Díaz
Carlos M. Rodríguez Pérez

INTRODUCCIÓN
La genética es la ciencia que define y analiza la herencia o la constancia y cambio de las
funciones fisiológicas que constituyen las propiedades de los organismos. La unidad de la
herencia es el gen, segmento de ADN que contiene en su secuencia de nucleótidos, informa-
ción para una propiedadbioquímica o fisiológica específica. Las dos funciones esenciales
del material genético son la replicación y la expresión. El material genético debe replicarse de
una forma perfecta, de manera que la progenie herede todos los determinantes genéticos
específicos (el genotipo) de los progenitores. La expresión del material genético específico
bajo un conjunto particular de condiciones decrecimiento determina las características
observables (fenotipo) del organismo. El fenotipo está constituido por las propiedades
estructurales y fisiológicas colectivas de una célula o de un organismo. La base química para
la variación en el fenotipo es un cambio en el genotipo, o una alteración en la secuencia del
ADN dentro de un gen, o en la organización de los genes.
La genética microbianatradicional se apoya, en gran parte, en la observación del creci-
miento microbiano. Las bacterias tienen pocos rasgos estructurales o de desarrollo que
puedan ser observados fácilmente, pero poseen una vasta disposición de capacidades
bioquímicas y patrones de susceptibilidad a los agentes antimicrobianos o a los bacteriófagos.
La variación fenotípica se ha estudiado basada en la capacidad de ungen para permitir
la proliferación en condiciones de selección; por ejemplo, una bacteria que contiene un gen
que le confiere resistencia a la ampicilina, puede distinguirse de una bacteria que carece del
gen, por su crecimiento en presencia del antibiótico, el cual sirve como agente de selección.
Nótese que la selección del gen requiere su expresión, la cual, en condiciones apropiadas,
puedeser observada a nivel de fenotipo.
La genética microbiana ha descubierto que los genes están constituidos por ADN,
observación en la que descansa la biología molecular. Investigaciones subsecuentes sobre
las bacterias, revelaron la presencia de enzimas de restricción que rompen el ADN en sitios
específicos, dando origen a fragmentos de restricción de ADN. Se han identificado plásmidos
comoelementos genéticos pequeños con capacidad de replicación independiente en bacte-
rias y en levaduras.

Microbiología y Parasitología Médicas

ORGANIZACIÓN DEL GENOMA

El cromosoma bacteriano es una molécula circular de ADN que funciona como un
elemento genético autorreplicable (replicón). En algunas cepas de Escherichia coli, el
cromosoma es solamente el replicón presente en la célula.Otras cepas bacterianas tienen
replicones adicionales, tales como plásmidos y bacteriófagos, los cuales a menudo determi-
nan resistencia a agentes antimicrobianos, producción de factores de virulencia u otras
funciones. El cromosoma se replica semiconservativamente; cada banda de ADN sirve como
molde para la síntesis de su banda complementaria.


ESTRUCTURA DEL ÁCIDO NUCLEICO

Los ácidosnucleicos son grandes polímeros constituidos por unidades nucleótidas
que se repiten. Cada nucleótido contiene un grupo fosfato, un azúcar que puede ser pentosa
o desoxipentosa y un par de bases púricas o pirimidínicas. La información genética se
almacena como una secuencia de bases en el ácido desoxirribonucleico (ADN). En la mayo-
ría de los organismos, la información genética estácodificada en el ADN, pero en algunos
virus se encuentra en el ARN. Los virus bacterianos (bacteriófagos o fagos) tienen como
material genético ADN o ARN.
El ADN (Fig. 8.1) contiene el azúcar D-2-desoxirribosa, las bases púricas son adenina
(A) y guanina (G), y las bases pirimidínicas son timina (T) y citosina (C). La mayor parte de las
moléculas de ADN son de doble tira, helicoidales y las dos...