Il genoma batterico: generalità

Il termine nucleoide (derivante da  nucleo con il suffisso  –oide, simile al nucleo) indica la regione della cellula procariotica che contiene il materiale genetico.

Il genoma batterico comprende generalmente un unico (il corredo cromosomico dei batteri è aploide) cromosoma circolare (in Streptomyces coelicolor e Borrelia burgdorferi è stato osservato un unico cromosoma lineare), che contiene i geni essenziali per la sopravvivenza del batterio, e gli elementi mobili extracromosomici (plasmidi e elementi trasponibili), contenenti i geni codificanti per i fattori di virulenza e i geni responsabili del trasferimento genico orizzontale (TGO, conosciuto anche come trasferimento genico laterale, TGL, riferito al trasferimento di materiale genetico tra cellule non discendenti) e del trasferimento genico verticale tra cellule discendenti.

I plasmidi sono elementi extracromosomici di piccole dimensioni (1-150 kpb) capaci di replicarsi autonomamente. Alcuni plasmidi possono integrarsi nel cromosoma batterico e sono chiamati episomi.

I plasmidi codificano per alcuni fattori di virulenza come adesine e tossine,  di antibiotico – resistenza e per i pili coniugativi.

Il cromosoma batterico può subire l’inserzione di alcuni elementi proveniente dal plasmide e viceversa, per cui alcune regioni del genoma batterico possono traslocare da una delle sue due componenti verso l’altra.

Gli elementi mobili extracromosomici comprendono:

  • isole genomiche che veicolano i geni che codificano per i fattori di patogenicità;
  • sequenze di inserzione (IS) (immagine 1) che effettuano una inserzione sito – specifica nel cromosoma batterico mediante le sequenze ripetute ed invertite situate alle estremità della regione genica codificante per l’enzima trasposasi;
  • trasposoni la cui integrazione è mediata dalle sequenze di inserzione IS;
  • elementi invertibili che contengono, oltre agli elementi per la trasposizione, il gene codificante per l’enzima DNA invertasi che media l’inversione dell’orientamento nel cromosoma batterico dell’elemento che lo possiede.                                                           Immagine 1: le sequenze di inserzione.

La trasposizione e l’inversione degli elementi mobili possono indurre effetti mutageni sul genoma del batterio che possono essere selezionati e conservati nel caso in cui la mutazione conceda un vantaggio selettivo al batterio, come nel caso della resistenza agli antibiotici.

 

Immagine in evidenza: https://www.tes.com/lessons/AJ_pvXRvaAvk6A/dna

Immagine 1:

https://www.google.it/search?q=sequenze+di+inserzione&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjs67aetbLcAhVSiKYKHemODWQQ_AUICigB&biw=1366&bih=586#imgrc=eILxfQcP_6BwUM:

Fonti: Genetica batterica di Giovanni Bonaventura

http://www.ch.unich.it/med/papers/microbiologia2015/batteriologia_generale/6%20MEDICINA%20-%20genetica%20batterica.pdf

 

Variabilità genetica

https://www.google.it/search?ei=_EZUW82TN8vbwQKv24LwBQ&q=variabilit%C3%A0+genetica+batteri&oq=variabilit%C3%A0+genetica+&gs_l=psy-ab.1.3.0l10.101046.101046.0.103884.1.1.0.0.0.0.581.581.5-1.1.0….0…1c.1.64.psy-ab..0.1.581….0.lWvnp5VJR_4

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