La genética molecular de los procariotas y de los virus bacterianos.

La genética molecular de los procariotas y de los virus bacterianos.

La información genética esencial de los procariotas, de los cuales la bacteria E. coli es el ejemplo mejor estudiado, está codificada en una molécula circular de DNA de doble cadena asociada con una pequeña cantidad de RNA y proteínas no histónicas. Se encuentra empaquetada en la región nucleoide en la célula bacteriana.
Enel curso de su larga historia evolutiva, E. coli y otros procariotas han desarrollado procedimientos que les permiten utilizar al máximo los nutrientesdestinados al crecimiento celular. No producen todas las proteínas posibles al mismo tiempo, sino sólo cuando se necesitan y en las cantidades necesarias. En los procariotas la regulación de la síntesis de proteínas tiene lugar principalmente anivel de la transcripción aunque teóricamente podría ocurrir en muchos puntos del proceso biosintético. La regulación implica interacciones entre el ambiente químico de la célula y proteínas reguladoras especiales, codificadas por genes reguladores.
La supervivencia a corto plazo de una célula procariótica depende del mantenimiento de la información genética y de la multiplicación de la célula quedepende, a su vez, de una replicación rápida y precisa. En una escala de tiempo mayor, la aparición de variantes genéticas, de las que depende la evolución de las especies, es facilitada en gran medida por el reordenamiento ocasional de secuencias de DNA causado por la recombinación genética.
Existe un grupo de elementos genéticos que son capaces de trasladarse de un lugar a otro insertándosedentro del DNA. Estos elementos genéticos móviles son los plásmidos, los virus y los transposones
Una vez incorporado a la célula, el DNA puede integrarse al cromosoma por recombinación genética.
La transcripción y su regulación
La replicación del DNA comienza en un sitio particular del cromosoma y ocurre bidireccionalmente (replicación theta). La transcripción consiste en la síntesis de unamolécula de mRNA usando como molde una de las hebras del DNA.
La replicación comienza en una secuencia de nucleótidos específica, conocida como el origen de replicación. Los puntos de origen y terminación de la replicación se indican en rojo y en negro, respectivamente, y la cadena de DNA recién sintetizada se muestra en rojo. A medida que las dos horquillas de replicación se alejan del origen endirecciones opuestas, la DNA polimerasa añade nucleótidos , uno por uno, al extremos 3' de las cadenas adelantada y de los fragmentos de Okazaki de la cadena rezagada. Cuando el cromosoma bacteriano circular se está replicando, forma una estructura que se asemeja a la letra griega theta; así, su replicación se conoce como replicación theta.
El proceso de transcripción comienza cuando la enzima RNApolimerasa se acopla al DNA en el sitio específico conocido como promotor. La molécula de RNA polimerasa se une estrechamente al promotor y hace que la doble hélice de DNA se abra, iniciándose la transcripción. La cadena de RNA en crecimiento permanece brevemente unida por puentes de hidrógeno al DNA molde, (sólo 10 o 12 ribonucleótidos están unidos al DNA en cualquier instante dado) y luego sedesprende como una cadena simple.
Un segmento de DNA que codifica un polipéptido se conoce como gen estructural. Frecuentemente, los genes estructurales que codifican polipéptidoscon funciones relacionadas se presentan juntos formando una sucesión en el cromosoma bacteriano. Estos grupos funcionales podrían incluir, por ejemplo, dos cadenas polipeptídicas que juntas constituyen una enzima particular otres enzimas que trabajan en una única vía enzimática.
Los grupos de genes que codifican esas moléculas suelen transcribirse en una única cadena de mRNA. Estos mRNA se conocen con el nombre de mRNA policistrónicos mientras que, los que poseen información para un único polipéptido, se denominan monocistrónicos. Así, un grupo de polipéptidos que la célula necesite al mismo tiempo pueden ser...