Los procariotas son uno de los dos tipos de células de la Tierra. El otro son eucariotas. Procariotas son los más pequeños de los dos, carecen de orgánulos unidos a la membrana y de un núcleo definido. Los procariotas, que son bacterias y arqueas, son en su mayoría organismos unicelulares.
Los eucariotas se reproducen sexualmente. a diferencia de eucariotas, procariotas se reproducen asexualmente, copiando a sí mismos en un proceso llamado fisión binaria. Una desventaja para reproducción asexual es la falta de variación genética de una generación a la siguiente.
La reproducción sexual aumenta la variación genética, lo que brinda protección a la especie contra cambios ambientales como fluctuaciones. en recursos o poblaciones de depredadores, así como otros factores como una mutación aleatoria que tiene el potencial de acabar con la mayor parte de un población. Si hay diversidad en el acervo genético, la especie es más resistente y puede soportar muchas dificultades imprevistas.
Los procariotas no tienen el beneficio de la reproducción sexual, pero aún tienen la capacidad de aumentar la diversidad genética a través de varios tipos de transferencia de genes. Una de las formas más importantes en que los procariotas (especialmente las bacterias) participan en la transferencia de genes se llama transducción y depende de la ayuda de virus.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Los procariotas son en su mayoría organismos unicelulares. Se reproducen asexualmente a través de un proceso llamado fisión binaria. Hay tres tipos de transferencia de genes en procariotas que aumentan su diversidad genética. Son transformación, conjugación y transducción.
La transducción es importante debido a sus implicaciones para la investigación científica y la resistencia bacteriana a los antibióticos. La transducción ocurre cuando un virus usa una célula bacteriana para replicarse secuestrándola.
A veces, el virus empaqueta accidentalmente parte del ADN de la bacteria en un fago (componente de la célula viral) en lugar de su propio ADN. Si eso sucede, el fago irá a otra bacteria para infectarlo, pero el fago solo inyectará el ADN de la primera bacteria en la bacteria receptora, donde se incorporará el ADN.
¿Qué es la transducción en procariotas?
La transferencia de genes entre arqueas y especialmente bacterias a veces se denomina transferencia de genes "horizontal" o "lateral". Esto es porque material genético no se transmite de las células bacterianas progenitoras a las células descendientes, sino entre las células bacterianas de la misma generación. La información genética se mueve horizontalmente en el árbol genealógico, en lugar de verticalmente.
La transducción fue descubierta en la década de 1950 por los microbiólogos Norman Zinder y Joshua Lederberg mientras estudiaban la salmonela. Es uno de los tipos más importantes de transferencia de genes, ya que permite que el ADN bacteriano se mueva entre las células.
Los virus que infectan a las bacterias, llamados bacteriófagos, hacen posible la transducción. Dado que se mueven de una célula bacteriana a otra como agentes infecciosos, a veces toman inadvertidamente fragmentos de ADN bacteriano de una célula huésped y lo depositan en la siguiente célula a la que se unen.
•••Ciencia
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El proceso de transducción bacteriana
Los virus no se pueden reproducir por sí solos. En cambio, deben utilizar la biología celular reproductiva más avanzada de las bacterias para hacer copias de sí mismas. Para hacer eso, los bacteriófagos secuestran las células huésped.
Cuando un bacteriófago se encuentra con un célula bacteriana, se une a la célula e inyecta ADN del fago a través de la membrana plasmática en la célula. Allí, toma el control del comportamiento reproductivo de la célula. En lugar de replicar su propio material genético, la bacteria comienza a replicar nuevos partículas de fagos - componentes de las células virales.
Los genes bacterianos son degradados por los fagos durante este proceso. Lo que queda de la bacteria es una máquina de replicación del virus.
El virus utiliza la célula bacteriana para sintetizar el andamiaje proteico que necesita para sus componentes. A veces, empaqueta accidentalmente ADN bacteriano perdido en algunos de los fagos junto con el ADN viral replicado.
Una vez que todo está listo, el virus lisis la célula bacteriana. La célula bacteriana se abre de golpe, liberando los fagos para que se unan e infecten a otras células bacterianas. Una vez unidos, algunos de los fagos inyectarán el material genético bacteriano que llevan en lugar del ADN viral en la nueva bacteria.
Debido a que algunos de los fagos solo transportan fragmentos de ADN bacteriano, no pueden infectar ni lisar la nueva célula receptora. Si el ADN bacteriano del donante encaja en el nuevo cromosoma bacteriano, la célula expresará los genes como si siempre hubieran estado allí.
¿Por qué es importante la transducción?
La transducción puede cambiar rápidamente la composición genética de las poblaciones bacterianas a pesar de que se reproducen asexualmente. Este tipo de transferencia de genes tiene el potencial de tener efectos profundos sobre las bacterias y los hábitats a los que afectan.
Por ejemplo, se sabe que muchas cepas de bacterias infectan y causan enfermedades en humanos y otros organismos. Los antibióticos son un tratamiento que suele ser eficaz para contrarrestar infecciones bacterianas potencialmente peligrosas o incluso mortales. Algunas cepas bacterianas son particularmente difíciles de erradicar y requieren antibióticos muy específicos.
Por lo tanto, es de gran preocupación cuando las bacterias desarrollan resistencia a los antibióticos; sin el uso de antibióticos, esto podría culminar en infecciones que se diseminan por el cuerpo sin control.
La transducción juega un papel en la resistencia a los antibióticos. Algunas células bacterianas tienen una resistencia natural a los antibióticos en sus membranas celulares, lo que dificulta que el antibiótico se una allí. Esto podría deberse a un mutación aleatoria y no afectaría la eficacia general del antibiótico.
Sin embargo, si un bacteriófago infecta una célula bacteriana resistente a los antibióticos y luego transfiere ese gen mutado a otras células bacterianas por transducción, más células serán resistentes a los antibióticos y, a medida que se reproduzcan por fisión binaria, la cantidad de células bacterianas resistentes a los antibióticos podría aumentar exponencialmente.
Uso de la transducción en medicina
La transducción, sin embargo, tiene implicaciones positivas para los humanos y otras formas de vida superiores. La investigación científica se ha centrado en técnicas y resultados de la transducción controlada con muchas aplicaciones potenciales.
Algunos científicos están interesados en crear nuevos medicamentos o mejorar la administración de medicamentos. Otros están interesados en crear células genéticamente modificadas para una mayor comprensión científica de genética, o para nuevos campos de tratamientos médicos. Incluso están realizando experimentos para observar la transducción en células no bacterianas.
Otras formas de transferencia de ADN
La transducción no es el único tipo de transferencia de genes en procariotas. Hay dos tipos más destacados:
- Conjugación
- Transformación
La conjugación es similar a la transducción en que el ADN se mueve directamente de una célula bacteriana a otra. Sin embargo, existen varias diferencias importantes; más notablemente, la conjugación no depende de un virus para facilitar la transferencia de genes.
Las bacterias tienen genes fuera de la estructura del cromosoma bacteriano. Estos genes se denominan plásmidos y normalmente se forman en anillos formados por hélices dobles. Durante la conjugación, un plásmido en la célula donante desarrolla una proyección que sale del membrana de plasma y unir la celda a una celda receptora. Una vez unido, transfiere una copia de su nuevo ADN al receptor antes de que se separe.
La transformación es un método de transferencia de genes que se descubrió a mediados del siglo XX; este descubrimiento jugó un papel en el descubrimiento de que el ADN es la información de rasgo heredada de toda la vida en la Tierra. Durante la transformación, las bacterias recogen el ADN del entorno fuera de la célula. Si encaja en sus bacterias cromosoma, pasa a formar parte de su material genético permanente.