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Universidad Nacional del Nordeste - Facultad de Medicina - Microbiología e Inmunología

Genética bacteriana
Luis A. Merino

NÚCLEO O GENOMA BACTERIANO
Debido a las diferencias que existen entre el material genético de células procariotas y eucariotas, algunos autores han preferido denominarlo “equivalente nuclear”, “cromosoma bacteriano” o “nucleoplasma”. De aquí en más lo llamaremoscromosoma bacteriano, aunque su estructura y asociación a proteínas es muy diferente del cromosoma verdadero presente en las células eucariotas. El cromosoma bacteriano es una estructura filamentosa superenrollada de un único filamento de ADN que una vez separado de la bacteria aparece en forma circular. A diferencia de los cromosomas eucariotas no está asociado con histonas y ocupa aproximadamente el10% de la célula bacteriana. El superenrollamiento en el cromosoma bacteriano se debe a la asociación con enzimas denominadas topoisomerasas (que producen cortes en las cadenas de ADN, aumentan o disminuyen el superenrollamiento y resellan) por lo que son indispensables para el mantenimiento y la división del ADN bacteriano. El ADN está compuesto por dos cadenas de polinucléotidos compuestos pormononucleótidos unidos entre sí por moléculas de ortofosfato. Cada una de estas moléculas esterifica por un lado la desoxirribosa de un nucléotido en posición 5’ y por el otro, el azúcar del nucleótido siguiente en posición 3’ (Figura 1). Las bases del ADN bacteriano son púricas (adenina y guanina) y pirimídicas (citosina y timina) y generalmente contiene de 1000 a 9000 kilobases (kb), dependiendode la bacteria en estudio. Ambas cadenas poseen polaridades opuestas y es por ello que se establecen uniones adenina-timina y guaninacitosina en los dos sentidos posibles (AT o TA y CG o GC).

Fig. 1: Estructura de un nucléotido

Funciones de ADN 1. El ADN confiere a la bacteria todas sus características genéticas. El cromosoma se subdivide en segmentos denominados loci que actúan como unidadesgenéticas funcionales (genes). Cada gen posee una secuencia de bases y por lo tanto, determina la estructura de un polipéptido. La localización de cada gen dentro de un cromosoma constituye el denominado mapa genético de la bacteria. Se ha establecido que la composición de bases de un cromosoma se expresa como el porcentaje de guanina-citosina sobre el número total de bases y este porcentajepuede ser utilizado para estudiar relaciones filogenéticas entre diferentes bacterias. 2. Interviene en los mecanismos de transferencia genética de bacteria madre a hija. 3. La duplicación del ADN trae aparejada la simultánea división celular. 4. Regula la síntesis proteica ya que es capaz de portar genes que codifican hasta 4.000 cadenas polipeptídicas diferentes, cuya síntesis requiere la formacióninicial de ARN a partir del ADN mediante la ARN-polimerasa en un proceso denominado transcripción.

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Replicación del ADN El ADN se reproduce mediante un mecanismo semiconservador, o sea que las cadenas se separan y cada una de ellas actúa como un molde para la nueva cadena suplementaria que se iráformando, obteniéndose como resultado dos nuevas hélices dobles idénticas a la original (Figura 2). El cromosoma es considerado un replicón, es decir, que es quien decide el momento de duplicarse pues es portador de los genes iniciador y autoduplicador. El autoduplicador es el gen que está unido a la ADN-polimerasa y el iniciador es el gen que le informa al autoduplicador para que comience lareplicación. El autoduplicador estaría unido a la membrana y ocuparía un sitio del ADN denominado oriC y en ese lugar iría girando la molécula de ADN (Figura 3). La duplicación del ADN por la ADN-polimerasa implica la ruptura de los puentes de hidrógeno entre ambas cadenas y su separación y esto ocurre por giro del cromosoma sobre el punto de unión en el mesosoma. Terminada la replicación los dos...