Trasformazione batterica e competenza artificiale

La trasformazione non implica nessun evento replicativo, semplicemente un batterio acquisisce materiale genetico dall’esterno. Non abbiamo quindi un contatto tra batterio donatore e batterio ricevente come accade per la coniugazione. I frammenti di DNA possono derivare da batteri morti andati incontro a lisi.

Questi frammenti per poter essere acquisiti devono essere a doppio filamento e la cellula batterica ricevente deve avere delle caratteristiche specifiche, infatti deve essere una cellula naturalmente trasformabile: cioè in grado di acquisire DNA esogeno senza interventi dall’esterno.



Il DNA trasformante, una volta acquisito in modo stabile (o per ricombinazione con una regione omologa del cromosoma o come replicone autonomo) diventa parte integrante dell’informazione genetica del batterio ricevente che può così acquisire nuove caratteristiche fenotipiche.

Con la trasformazione i batteri acquisiscono materiale genetico dall'esterno

La trasformazione richiede un apparato specifico per traslocare il DNA (apparato di competenza) costituito da proteine che sono sintetizzate in particolari condizioni fisiologiche, dette proteine di competenza, che variano da specie a specie. Non tutte le specie batteriche posseggono tale apparato e quindi non tutte sono trasformabili naturalmente.

Significato biologico della competenza

  • Fonte di nutrienti: il DNA esogeno può essere degradato, male che vada, ed essere usato per i nucleotidi.
  • Diversità genetica: il frammento rende il batterio in grado di svolgere funzioni che prima non riusciva a fare.
  • Riparazione danni al DNA.



Apparati di trasformazione

I batteri di molte specie naturalmente trasformabili non sono sempre suscettibili di trasformazione, ma devono trovarsi nello stato di competenza. La regolazione del processo di sviluppo della competenza varia tra Gram+ e Gram-.

Gram positivi

I batteri Gram+ ricorrono a prodotti diffusibili secreti dalle cellule nell’ambiente esterno (fattori di competenza).

Fattori di competenza dei gram positivi

Competenza nei batteri gram positivi



Gram negativi

Nei batteri Gram negativi la competenza è un processo esclusivamente intracellulare che conduce a cambiamenti strutturali della cellula (trasformasomi). Nei Gram- il frammento può entrare solo se ha delle sequenze omologhe con il cromosoma batterico (sequenze DUS).

La trasformazione nei gram negativi avviene grazie a specifici recettori a DNA

Il batterio Gram- non produce fattori di competenza ma esprime i trasformasomi (delle piccole vescicole) attraverso cui il DNA esogeno può permeare finché non trova omologia con le sequenze DUS presenti a livello di un recettore a DNA. Alla base di questa vescicola, infatti, c’è un recettore a DNA che contiene le sequenze DUS (puntino rosso immagine).

Se il DNA esogeno contiene questa sequenza potrà essere internalizzato. All’interno della vescicola sono sempre presenti delle nucleasi che degradano un filamento, perché può essere internalizzato solo ssDNA.



Competenza artificiale

Molte specie batteriche, incluso E. coli, non hanno evoluto un sistema di trasformazione naturale. Diverse tecniche permettono in laboratorio di permeabilizzare la membrana cellulare rendendola recettiva all’ingresso del DNA.

Le metodiche sono il trattamento con cloruro di calcio oppure l’elettroporazione. Il calcio, che è uno ione bivalente, va a neutralizzare le cariche negative presenti sul DNA e questo si pensa possa favorire l’ingresso del DNA nella cellula.

Con l’elettroporazione, invece, si formano dei pori a livello della parete che permette l’ingresso del materiale genetico.

Libro di testo

Gli appunti di microbiologia presenti sul nostro sito sono quelli che io stesso ho utilizzato per preparare l’esame. Come saprete, però, i libri di testo sono indispensabili perché ci permettono di addentrarci più a fondo negli argomenti e ci permettono di capire gli argomenti che a lezione sono stati poco chiari. Clicca qui per i libri di microbiologia consigliati per gli studenti di biologia.
Io personalmente, per preparare l’esame, ho usato il Brock.

Autore dell'articolo: Admin

In questo sito voglio mettere a disposizione, gratuitamente, tutti gli appunti che mi hanno aiutato nel superamento degli esami della triennale. Per sostenere il progetto potete acquistare, direttamente dal sito, i libri di testo. Per voi non ci sarà nessun sovrapprezzo, ma questo mi consente di ottenere una piccola commissione. Un'ultima cortesia: disattivate AdBlock, le pubblicità mi aiutano a finanziare questo progetto..a voi non costa nulla!

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *