Genetica

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TEMAS DE BACTERIOLOGÍA Y VIROLOGÍA MÉDICA

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Genética bacteriana
L. Betancor, M. Gadea, K. Flores

Introducción
Las bacterias son microorganismos con una capacidad extraordinaria de adaptación a diferentes
condiciones ambientales. Para comprender la esencia de esta capacidad es importante conocer
sus bases genéticas, es decir como está organizada la informacióngenética, como realizan y
regulan su expresión y que mecanismos de variación génica poseen.
La capacidad infecciosa de las bacterias patógenas radica en que poseen la información
génica necesaria para colonizar los tejidos del huésped, invadirlos y/o producir sustancias
tóxicas que causarán la enfermedad.
Por otro lado, el conocimiento del funcionamiento genético de las bacterias, sumado al
hechode que son de fácil manejo en el laboratorio y que tienen crecimiento rápido, ha permitido usarlas para sintetizar productos útiles a la medicina, tanto para el diagnóstico como
para la prevención y tratamiento de algunas enfermedades. Estas posibilidades se han visto
incrementadas con el desarrollo de la ingeniería genética y la disponibilidad de técnicas de
biología molecular.

Estructuradel genoma bacteriano
Toda la información genética esencial para la vida de la bacteria está contenida en una única
molécula de ácido desoxirribonucleico (ADN) de doble cadena y circular, cerrado por enlace
covalente. Dicha molécula se denomina cromosoma bacteriano. Muchas bacterias poseen
además ADN extracromosómico, también circular y cerrado, denominado ADN plasmídico
por estar contenido enlos plásmidos. Éstos, portan información génica para muchas funciones
que no son esenciales para la célula en condiciones normales de crecimiento.
En términos bioquímicos la composición y estructura de los ácidos nucleicos bacterianos, es la misma que para cualquier célula. Conviene recordar brevemente, que los ácidos
nucleicos son macromoléculas compuestas de nucleótidos unidos en formacovalente por
medio de enlaces fosfodiester entre los carbonos de las posiciones 3´ y 5´ de dos residuos
de azúcares adyacentes. Esta estructura forma un esqueleto de azúcares y fosfatos constante
en toda la macromolécula. La variación entre los nucleótidos que constituyen la cadena de
ácido nucleico, esta dada por sus bases nitrogenadas; para el ADN son: adenina (A), timina
(T), citocina (C) yguanina (G) y para el ácido ribonucleico (ARN) son en lugar de timina,
el uracilo (U). La A y G se denominan bases púricas o purinas, mientras que T, U, y C se

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denominan bases pirimidínicas o pirimidinas. Así, una cadena o hebra de ácido nucleico,
tendrá una estructura primaria determinada por la secuencia de las bases que la componen.
El ADNcomo macromolécula, esta compuesto por dos cadenas nucleotídicas o hebras
antiparalelas que se enlazan entre sí formando una doble hélice. Los enlaces entre ambas
hebras de ADN están determinados por puentes de hidrógeno entre las purinas de una cadena, con las pirimidinas de la otra. Entonces, la A forma dos puentes de hidrógeno con la
T, mientras que la C forma tres puentes de hidrógeno conla G. Dicho fenómeno se conoce
como complementariedad de bases, es decir que la A es complementaria a la T y la C lo es
para la G (ver figura 1). Estos enlaces mantienen estable la estructura de doble hélice de
ADN, en la cual se pueden distinguir pares de nucleótidos o pares de bases (pb). Estos pb
pueden usarse como unidad de tamaño o longitud para las moléculas de ADN, de esta manerapodemos decir por ejemplo que el ADN cromosómico de Escherichia coli tiene un tamaño de
4,2 millones de pb o lo que es lo mismo de 4.200 kilobases (Kb).
Todas las células deben enfrentarse al problema de como lograr contener en su estructura
moléculas tan grandes como el ADN. Volviendo al ejemplo de E. coli, los 4.200 Kb de su
genoma implican una longitud de 1,3 mm es decir unas mil veces la...