Genoma procarionte

Estructura y dinámica de genomas bacterianos
David Romero
Programa de Genética Molecular de Plásmidos Bacterianos, Centro de Investigación sobre Fijación de Nitrógeno, UNAM. Ap. Postal 565-A, 62210 Cuernavaca, Mor. México. Correo electrónico: dromero@cifn.unam.mx …y es tan juguetón y travieso que el otro día descubrí que ha hecho –frente al ataque de los antibióticos- ¡bacterias mutantes! JaimeSabines Introducción Una de las características más interesantes que posee el trabajo científico es su flexibilidad para abandonar marcos conceptuales restrictivos a la luz de información más completa. Hasta finales de la década de los ochenta, el genoma bacteriano se pensaba que estaba constituído por una sola molécula de ADN circular de gran tamaño (aproximadamente 4600 Kb), en donde residíantodos los genes necesarios para una supervivencia autónoma. Por analogía con los eucariontes, esta molécula se denominaba cromosoma, y su ploidía se consideraba como de entre uno y tres en número de copias. Si bien desde 1964 se conocía la existencia de otros replicones en el genoma bacteriano, llamados plásmidos, la mayoría de los reportados eran pequeños en relación al cromosoma (menores a 50Kb). Dentro de genes que suelen portar los plásmidos, se encuentran genes que confieren a la bacteria la capacidad de ocupar nichos ecológicos nuevos (como genes para resistencia a antibióticos, degradación de compuestos aromáticos o la capacidad de fijar nitrógeno) o genes necesarios para la replicación y transferencia (por ejemplo conjugativa) del propio plásmido (Top y col., 2000). Así, losplásmidos eran considerados como componentes dispensables del genoma bacteriano. Las investigaciones realizadas durante la década de los noventa han llevado a un viraje muy radical en nuestra comprensión del genoma procarionte. Estas investigaciones estuvieron motivadas por el reconocimiento de la existencia de una asombrosa diversidad en los procariontes, la gran mayoría de ellos aún por describirse(Dykhuizen, 1998). Para éste fin, el avance de las metodologías de la biología molecular ha jugado un papel preponderante, extendiendo las estrategias de análisis genético a una amplia variedad de procariontes (Holloway, 1993). Una aplicación, particularmente útil, es la electroforesis en campo pulsátil (o PFGE, por pulsed field gel electrophoresis), la cual permite la separación de cromosomascompletos, así como una determinación de su conformación (Fonstein y Haselkorn, 1995; Römling y col., 1997; Cole y Saint-Girons, 1999). El otro hito metodológico ha sido el avance y automatización de las técnicas para secuenciación de ADN, la cual ha permitido ya la obtención de la secuencia genómica completa de 107 eubacterias (Tabla 1) y 16 arqueobacterias (Tabla 2). Dado que en varios casos se haobtenido la secuencia completa de más de un aislado de la misma especie, esto significa que se cuenta con la secuencia completa de 84 eubacterias y 16 arqueobacterias. El ritmo de secuenciación de genomas procariónticos ha sido vertiginoso y no parece menguar (véase Fig. 1 y Fraser y col., 2000); para información adicional, consulte las páginas correspondientes a la revista Nature(http://www.nature.com/genomics/), The Sanger Centre

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(http://www.sanger.ac.uk/Projects/Microbes/), The Institute for Genome Research (http://www.tigr.org/tdb/index.shtml). y el National Center for Biotechnology Information (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Genome ). Los cromosomas procariontes son sumamente diversos en tamaño y geometría La aplicación de las metodologías mencionadas hapermitido conocer el tamaño y forma del genoma de más de un centenar de especies procariontes (Casjens, 1998; Cole y Saint-Girons, 1999). La primera novedad que aportan estos estudios es relativa al tamaño del genoma, el cual oscila, dependiendo de la especie de que se trate, entre 560 Kb y 9500 Kb (Tablas 1 y 2). En lo general, los procariontes “especialistas” (aquellos que ocupan un nicho muy...