A evolução da espécie humana é garantida pela meiose das células germinativas e sua posterior união (fertilização), sendo assim, as novas gerações herdam metade do patrimônio genético do pai e metade da mãe.
Como as bactérias se reproduzem assexuadamente, por simples fissão binária, sua evolução é garantida por dois mecanismos principais: o das mutações e o das recombinações.
MUTAÇÕES: evento aleatório que se manifesta com alterações e substituições no nível das sequências de nucleotídeos que compõem o genoma bacteriano.
RECOMBINAÇÕES: derivam de mecanismos de transferência de genes: uma bactéria doadora transfere sequências de mucleotídeos para a bactéria receptora, que as integra em seu genoma de acordo com um mecanismo de RECOMBINAÇÃO HOMÓLOGA. Tudo isso leva à aquisição de novas características, como a cápsula, a capacidade de produzir toxinas particulares, fatores de resistência a antibióticos, etc.
Na bactéria o genoma está contido em um único cromossomo e às vezes também em ambientes extracromossômicos, chamados de PLASMÍDEOS, que possuem a mesma estrutura superspiralizada, mas um diâmetro menor. Os plasmídeos são dotados de replicação autônoma e podem codificar, por exemplo, para toxinas, pili, adesinas, bacteriocinas ou fatores de resistência; alguns plasmídeos também podem se integrar ao genoma bacteriano e posteriormente tornar-se independentes; nesses casos são chamados de EPISOMOS. Em geral, portanto, nos plasmídeos encontramos a informação genética de caracteres auxiliares, não essenciais para a sobrevivência da bactéria.
Alguns plasmídeos têm um espectro estreito de hospedeiros potenciais, enquanto outros têm um espectro mais amplo (o que significa que podem ser transferidos para bactérias diferentes).
Para transferir o material genético, depois os plasmídeos ou sequências genômicas, a bactéria desenvolveu três mecanismos distintos, chamados de: transformação, conjugação e transdução. A estes, pode-se acrescentar um quarto, denominado TRANSPOSIÇÃO, por meio do qual o material genético é transferido de uma área do cromossomo para outra, ou do plasmídeo para o cromossomo, dentro da própria bactéria.
Passagem de fragmentos de DNA livres, originários da lise bacteriana, para uma bactéria receptora.
Transferência de genes por meio do contato físico entre duas bactérias, das quais a doadora se chama F + (fertilidade positiva) e possui uma ligação de conjugação, enquanto a receptora F-.
A transferência é mediada por um vírus bacteriano denominado bacteriófago.
TRANSFORMAÇÃO: o processo de transformação pode ser dividido em etapas distintas:
1) ligação entre DNA e célula
2) entrada de DNA na célula
3) recombinação de DNA livre entrando na bactéria receptora
4) expressão fenotípica
Um DNA para se transformar deve ser:
1) dupla hélice
2) com peso molecular superior a 106 Dalton
3) ter uma "alta analogia com o DNA da célula receptora
A célula receptora, por sua vez, deve estar em um estado fisiológico denominado competência. Uma célula é competente quando está no final de seu crescimento exponencial ou logarítmico; nesta fase, de fato, a síntese de proteínas é máxima e os fatores de competência ( proteínas que permitem a entrada do DNA).
CONJUGAÇÃO: consiste na transferência direta de material genético por meio do contato físico entre duas células bacterianas.
Algumas bactérias contêm um plasmídeo, denominado fator F, que codifica as proteínas que formam a pilha de conjugação. Esse plasmídeo, dotado de replicação autônoma, possui genes que permitem sua replicação e transferência de uma bactéria F + para outra (F-).
Estágios de conjugação: Uma bactéria F + encontra uma bactéria F- e uma ponte de ligação é formada. Nesse ponto, o plasmídeo começa a se replicar com um mecanismo chamado círculo rolante (na direção 5 "- 3"), durante o qual um dos dois hemielics passa pelo pilus.Ao final da replicação e transferência, temos dois F +, já que o primeiro guarda a cópia do plasmídeo, enquanto o F- recebe o segundo hemiel, que então se duplica e forma o plasmídeo.
Às vezes (raramente) em uma célula F +, o plasmídeo pode se integrar ao cromossomo. As novas células onde o plasmídeo está integrado são chamadas de HFR (alta frequência de recombinação). Nessas células, o plasmídeo integrado transmite suas características ao cromossomo, como a de se transferir de uma bactéria A para uma bactéria B; portanto, os genes do primeiro podem combinar-se com os do último.
Se colocarmos uma bactéria HFR em contato com um F-, a ponte de conjugação é formada, que envia um sinal de transferência de gene para o qual uma nuclease corta uma "hélice, o cromossomo começa a se replicar com um mecanismo de círculo rolante, e a cópia para a qual ele passa célula F a partir do ponto de corte.
A passagem do "cromossomo inteiro leva cerca de 90", mas a ponte de conjugação é frágil e freqüentemente se quebra antes que a transferência seja concluída, então apenas a cabeça do plasmídeo e alguns genes próximos a ele passam; a parte terminal, por outro lado, contendo o fator F, não passa. Consequentemente, a célula F- não se torna HFR e nem F +, mas adquire apenas algumas das características da bactéria doadora.
O DNA do doador pode se recombinar com o cromossomo da célula receptora, dando à bactéria novos caracteres genéticos. Outras vezes, o DNA pode ser degradado e não há alteração.
Além dos fatores F, existem também os chamados fatores R (que levam à resistência aos antibióticos); são sempre plasmídeos que contêm as sequências de fatores F, aos quais outros estão associados para resistência a antibióticos. Depois, há os fatores COL, que codificam proteínas chamadas colicinas ou bacteriocinas, ou seja, substâncias com ação bactericida, com as quais a bactéria se defende e ataca as outras células para ocupar os sítios de colonização.
Existem também fatores otorrinolaringológicos, que codificam enterotoxinas e são típicos de alguns caules de Escherichia coli (normalmente presentes no organismo), capazes de produzir enterotoxinas ativas na mucosa do intestino delgado.
Os pili sexuais são típicos e únicos dos GRAMs - mas a conjugação também ocorre no GRAM +, que possui plasmídeos que sintetizam proteínas particulares, que - secretadas externamente - levam à agregação entre as bactérias F + e outras F- (sem recorrer a al pilo che non c "è). Conjugação é, no entanto, um evento raro.
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