Sinhyu/iStock/GettyImages
A diferencia de los organismos que se reproducen sexualmente y que poseen dos conjuntos de cromosomas, la mayoría de los procariotas (como las bacterias) portan un solo cromosoma. Esta arquitectura genética limitada todavía les permite diversificarse rápidamente a través de tres sofisticadas estrategias para compartir ADN:transducción, transformación y conjugación.
La recombinación genética es el proceso mediante el cual los segmentos de ADN se mueven entre las células, creando nuevas combinaciones genéticas que pueden mejorar la supervivencia. En las bacterias, este mecanismo complementa las mutaciones aleatorias al permitir la rápida propagación de rasgos ventajosos (como la resistencia a los antibióticos) entre poblaciones, incluso entre especies.
Durante la transducción, los bacteriófagos (virus que infectan bacterias) actúan como servicios de mensajería involuntarios. Cuando un fago infecta una célula huésped, inyecta su propio genoma y secuestra la maquinaria bacteriana para replicarse. En ocasiones, fragmentos del ADN del huésped se empaquetan por error en nuevas partículas virales. Cuando estos fagos infectan posteriormente a otra bacteria, entregan el ADN del huésped, que puede integrarse en el genoma del receptor y propagar genes beneficiosos.
La transformación depende de la competencia bacteriana, un estado fisiológico temporal que equipa a las células para absorber ADN libre de su entorno. Las bacterias competentes pueden fagocitar plásmidos o fragmentos cromosómicos, incorporarlos a sus cromosomas y expresar nuevos rasgos. Los científicos aprovechan este proceso natural para introducir ADN diseñado, lo que permite la creación de cepas microbianas hechas a medida para investigación y aplicaciones industriales.
La conjugación a menudo se describe como "acoplamiento" bacteriano. Requiere contacto directo entre células, generalmente a través de un pilus. Las células del donante que albergan un plásmido F (plásmido de fertilidad) transfieren una única hebra de ADN a través del pilus a un receptor que carece del plásmido. Luego, la ADN polimerasa sintetiza la cadena complementaria, formando un plásmido de doble cadena dentro del receptor. En algunos casos, el donante también transfiere partes de su ADN cromosómico, ampliando aún más la diversidad genética.
