Julio Loras Zaera

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Profesor Francho de Fortanete A la luz de la ciencia. Biología y asuntos humanos

La primera forma de intercambio genético que se descubrió en las bacterias fue la transformación, la variación hereditaria de una célula bacteriana por la captación de ADN desnudo libre en el medio, normalmente procedente de la lisis de otras bacterias, con la posterior recombinación del ADN exógeno con el de la célula en cuestión. El ADN transformador ha de ser bicatenario, es decir, formado por una doble cadena complementaria, como en el modelo de Watson y Crick.

Este fenómeno lo descubrió en 1928 Griffith en neumococos. En estas bacterias hay dos tipos de cepas: las llamadas S, de células con una cápsula de polisacárido, virulentas y que forman colonias lisas; y las llamadas R, de células desnudas, avirulentas y que forman colonias rugosas. Al inocular neumococos S a ratones, éstos morían y en la autopsia se recuperaban neumococos S. Sin se les inoculaban neumococos R, no morían. Lo extraordinario vino cuando se mataron los neumococos S por calor y se inoculó a los ratones neumococos R junto con los neumococos S muertos: los ratones morían y se recuperaban neumococos S. Algo que había en los restos de los neumococos S había transformado en S a los neumococos R, material genético, que Griffith supuso que era el polisacárido de la cápsula. Pero eso no podía ser: los polisacáridos son demasiado repetitivos para cumplir las funciones de material genético. Los demás científicos, por entonces y aún mucho más tarde, se decantaban por las proteínas.

En 1944, Avery, MacLeod y MacCarty ensayaron diversas fracciones. Sólo cuando se eliminaba el ADN no se producía transformación. Las ilustraciones se refieren a los diversos experimentos que generó el descubrimiento de la transformación y que llevaron a la conclusión de que el ADN y no las proteínas es el material genético.

Así, pues, en la transformación se produce la entrada en la célula bacteriana de ADN procedente del medio y que se integra en su genoma. Previamente a la transformación, las células receptoras deben estar en un estado fisiológico de competencia, que se produce en distintos momentos del ciclo de crecimiento (no de las células individuales, sino de los cultivos) en distintas especies. En cada especie, ese estado viene influido por la densidad de células, la temperatura, el grado de acidez y la concentración de diversos nutrientes.

El destino del ADN foráneo es la recombinación de una de sus cadenas previo desplazamiento y posterior degradación de la cadena homóloga complementaria del cromonema bacteriano, formándose un heterodúplex. Si éste posee emparejamientos de bases erróneos, se dan dos posibilidades:

  1. Si los malos emparejamientos son reparados antes de la replicación, se puede perder el gen que previamente había en ese lugar del cromonema, que es sustituido por el foráneo.

  2. Si el heterodúplex no se repara en el siguiente ciclo replicativo, cada cadena servirá de molde para una doble hélice distinta, pasando cada una a una célula hija, con lo que se producen dos subclones, uno recombinante y otro no recombinante.

En el proceso de entrada del ADN exógeno intervienen complejos enzimáticos, activados o producidos en el estado de competencia, que degradan parcial y controladamente la pared celular sobre determinados complejos a los que se adhiere el ADN externo. Una cadena de éste es degradada mientras la otra va entrando en la célula. En la integración de ese ADN en el cromonema o genóforo, intervienen enzimas que cortan, "pegan" y corrigen los malos emparejamientos de bases, es decir, enzimas de reparación de ADN.

Hay varias hipótesis sobre el origen evolutivo de la transformación bacteriana. Las más interesantes hacen recaer la explicación en la necesidad de reparar el ADN (obtener trozos enteros de ADN e integrarlos en el genóforo sería un gran avance en este sentido) o en la adquisición y puesta a prueba de nuevas combinaciones de genes. La primera hipótesis me parece mucho más sólida que la segunda, que tiene todo el aspecto de tomar los efectos por causas, de tomar una consecuencia de la aparición de la transformación como la presión selectiva que llevó a ella.

© Julio Loras Zaera
Profesor Francho de Fortanete

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