En las poblaciones bacterianas las mutaciones suceden constantemente debido a errores durante la replicación. Si hay alguna ventaja selectiva de la mutación (por ejemplo, resistencia a los antibióticos), el mutante se convertirá rápidamente en el principal componente de la población debido a la alta tasa de crecimiento de la bacteria. Además, puesto que las bacterias son organismos haploides, incluso mutaciones que podrían ser recesivas serán expresadas. Así, mutaciones en poblaciones bacterianas pueden constituirse en un problema en el tratamiento de infecciones bacterianas. No apenas las mutaciones son un problema, sino que también la bacteria tiene mecanismos por los cuales los genes pueden ser transferidos a otras células.
La transferencia de genes en las bacterias es unidireccional, desde una célula donadora para una célula recipiente y la donadora normalmente da solamente una pequeña parte de su ADN para la recipiente. Así, no son formados cigotos completos; al contrario, cigotos parciales son formados.
Los genes bacterianos se transfieren normalmente a los miembros de la misma especie, pero en ocasiones también puede ocurrir la transferencia a otras especies.
Transformación
La transformación es la transferencia génica resultante de la captación por una célula recipiente del ADN íntegro de una célula donante. Ciertas bacterias (por ejemplo, Bacillus, Haemophilus, Neisseria, Pneumococcus) pueden captar ADN del ambiente y el ADN es capturado y puede ser incorporado en el cromosoma de la célula recipiente.
Factores que afectan la transformación
a. Estado y tamaño del ADN
ADN de doble cinta con pelo menor a 5X105 daltons de tamaño funciona mejor. Por tanto, la transformación es sensible a nucleasas en el ambiente.
b. Competencia del recipiente
Algunas bacterias son capaces de captar ADN naturalmente. Sin embargo, estas bacterias sólo capturan el ADN durante un tiempo específico de su ciclo de crecimiento, cuando producen una proteína especial llamada factor de competencia. En esta etapa la bacteria es conocida como competente. Otras bacterias no son capaces de captar ADN naturalmente. Sin embargo, la competencia puede ser inducida in vitro en esas bacterias por el tratamiento con agentes químicos (por ejemplo, CaCl2 – Cloruro de calcio).
Etapas de la transformación
a. Captación de ADN
La captación de ADN por bacterias gram positivas y gram negativas difiere. En bacterias gram positivas el ADN es captado como una molécula de cinta simple y la cinta complementaria es hecha en el recipiente. Al contrario, bacterias gram negativas captan ADN de cinta doble.
b. Recombinación legítima/homóloga/general
Después del ADN donante ser captado ocurre un evento de recombinación recíproca entre el cromosoma y el ADN donante. Esta recombinación requiere homología entre el ADN donante y el cromosoma y resulta en la sustitución del ADN entre el recipiente y el donador.
La recombinación requiere genes de recombinación bacteriana (recA, B y C) y homología entre los ADNs involucrados. Este tipo de recombinación se llama recombinación homóloga, legítima o general. Debido a la necesidad de la homología entre el ADN donador y el huésped, solamente el ADN de bacterias estrechamente relacionadas podrían realizar una transformación exitosa, aunque en casos raros se ha demostrado la ocurrencia de transferencia entre bacterias no estrechamente relacionadas.
Importancia
La transformación ocurre en la naturaleza y esto puede llevar al aumento de virulencia. Además, el procesamiento es ampliamente utilizado en tecnología del ADN recombinante.
