GENETICA- SCAMBIO GENICO 2

Buongiorno a tutti cari e pochi lettori del blog, come vi avevo preannunciato nello scorso post, ho intenzione di descrivervi un altro meccanismo con la quale un batterio può scambiare una sequenza genica circolare (plasmide) con l'esterno o con un altro batterio.
Per chi non avesse chiaro cosa fosse uno scambio genico rilegga la premessa del post precedente a questo e ogni dubbio sarà chiarito, o almeno lo spero.
Vorrei ribadire una cosa, a volte non viene specificato quando si spiega questo argomento ma il fatto che un batterio scambi un proprio segmento di DNA che derivi da un plasmide o che poi venga preso dal DNA del batterio (strano vero? poi vi spiego) è indice di una pressione selettiva perché la sequenza genica trasferita è una sequenza genica che deve portare un vantaggio al batterio ricevente, quindi ogni trasmissione genica o meglio quasi tutte le trasmissioni geniche portano a un vantaggio evolutivo. Quegli scambi genici che non portano un vantaggio, ma fanno un "danno" al batterio ricevente  sono destinati a morire.
Parliamo della coniugazine

CONIUGAZIONE

La coniugazione è un processo con il quale una cellula batterica trasferisce sequenza di DNA ad un'altra tramite un contatto che avviene tra le due cellule interessate.

La coniugazione può portare al verificarsi di fenomeni di ricombinazione del DNA dei batteri

I segmenti di materiale genico che possono essere trasferiti, si possono trovare liberi nel citoplasma del batterio,e sono detti plasmidi, sono di forma circolare o hanno un centro di replicazione in modo che il plasmide può essere trasferibile alle progenie successive.

All'interno delle cellule batteriche (per essere corretti nel plasmide o come scopriremo poi nel cromosoma) esiste un fattore chiamato F, se c'e la presenza di questo fattore  la cellula sarà chiamata F+ se non c'e la cellula si chiamerà F-. Questo fattore sequenziato all'interno del DNA e una volta che viene trascritto e tradotto determina la formazione di estroflessioni della membrana del batterio, in realtà sono strutture complesse chiamate pili che permettono il contatto e l'ancoraggio verso cellule che non hanno il fattore F (riconosciute dall'espressione di alcune strutture proteiche sulla membrana)

Quindi per ricapitolare un batterio si chiamerà donatore di materiale genico(plasmide) quando è un F+ e sarà un accettore quando è un F-.

L'avvicinamento delle due cellule determina la possibilità del passaggio del materiale genico attraverso la formazione di un poro da dove viene trasferito un solo filamento del DNA. Un filamento del DNA circolare del plasmide viene tagliato e un filamento parentale viene trasferito nella cellula ricevente. Si attiva quindi nel donatore la replicazione del DNA mediante il meccanismo a cerchio rotante, che porterà al rimpiazzamento del filamento che è stato trasferito. Nello stesso tempo, un filamento complementare al filamento donato viene sintetizzato nel ricevente a completare la molecola di acido nucleico nel ricevente.

Come gia avrete capito non esiste solo la trasmissione di materiale genetico derivante da un plasmide, ma
può anche capitare che il frammento genico trasferito possa essere incorporato nel cromosoma del batterio accettore. Grazie al meccanismo di crossing over un filamento lineare puo essere internalizzato nel cromosoma (l'importante è che il numero di crossing over che avviene deve essere assolutamente pari se cosi non fosse l'integrazione con il DNA per crossing over dispari genera un lungo filamento lineare che porta la cellula a essere non vitale).

Queste cellule che hanno il gene F all'interno del cromosoma sono dei derivati di F+, e prendono il nome di cellule HFR (high frequency of recombination). Il cromosoma Hfr, inizialmente circolare, si apre e viene trasferito alla cellula F- secondo una modalità lineare (vicino alle pareti del poro che si forma tra le due cellule ci sono gli enzimi per rompere la doppia elica e trasportare una delle due eliche nella cellula F-). L'apertura e il trasferimento hanno inizio da un punto particolare situato ad un'estremità del fattore F integrato, chiamato origine. Quanto più un gene è lontano dall'origine, tanto più tardivo sarà il momento in cui passa all'interno di F-. Vi sono alte probabilità che il processo si interrompa prima che tutto il cromosoma sia trasferito in F-, comportando il non trasferimento del fattore F che si trova alla fine del cromosoma (in questo caso la cellula ricevente si trasforma in un ricombinante non produttivo perché anche se la coniugazione è avvenuta la cellula rimane F- in quanto non possiede ancora il gene F).

*Ricapitolando

COSA SONO LE CELLULE HFR?Le cellule HFR (high frequency of recombination) sono cellule batteriche che possiedono il plasmide F integrato nel proprio cromosoma. L'integrazione del plasmide F avviene in corrispondenza di specifiche sequenze di inserzione (IS) che rappresentano regioni di DNA
omologhe tra cromosoma batterico e plasmide F.

Bene con questo chiudo, a breve metterò l'ultima parte di questo argomento cioè il processo di trasferimento genico: la trasduzione.