Quais as formas de transferência gênica de uma bactéria para outra?

Recombinação gênica refere-se à mistura de genes provenientes de diferentes indivíduos que ocorre durante a reprodução sexuada.

A recombinação gênica é responsável pela mistura entre os genes.

Nos eucariontes, a recombinação gênica ocorre por meio de dois processos durante a meiose: a segregação independente dos cromossomos e a permutação (crossing over).

Muitas combinações podem ser formadas entre a mistura de genes de dois indivíduos.

Temos como exemplo, a mistura de cromossomos maternos e paternos: o número de combinações possíveis pode ser calculada pela expressão 2n. (n=número de pares de cromossomos do indivíduo).

Assim, a espécie humana tem 223, ou seja, 8.388.608 diferentes combinações entre os cromossomos do pai e da mãe.

Tipos de Recombinação Gênica

A recombinação gênica pode ser homóloga ou não-homóloga:

• Recombinação gênica homóloga: ocorre entre sequências de DNA idênticas ou muito similares. Ou seja, entre sequências homólogas.
• Recombinação gênica não-homóloga: ocorre entre sequências de DNA sem qualquer similaridade entre si.

Conheça também sobre a Meiose.

Recombinação Gênica Bacteriana

As bactérias apresentam dois mecanismos de variabilidade genética: a mutação e a recombinação gênica.

A recombinação gênica ocorre por três tipos de mecanismos: a transformação, a conjugação e a transdução.

A transformação é a incorporação de DNA livre pela célula bacteriana.

A conjugação é o processo de transferência de DNA de uma bactéria para outra, envolvendo o contato entre as duas células.

O processo inicia com a formação de uma união específica doador-receptor. Em uma segunda fase, ocorre a preparação para transferência do DNA. Após a transferência do DNA, forma-se um plasmídio funcional replicativo no receptor.

A transdução é a transferência de material genético, entre células, mediada por bacteriófagos.

Recombinação Gênica e Mutação

A recombinação gênica e a mutação são processos diferentes.

Porém, ambos os processos estão envolvidos com a variabilidade genética dos indivíduos.

A mutação corresponde a alterações hereditárias na sequência do DNA. É a fonte primária de variabilidade.

A recombinação gênica é a mistura de genes entre indivíduos de uma mesma espécie. Aumenta a variabilidade primariamente produzida pela mutação.

Assim, pode-se dizer que mutação e a recombinação agem em conjunto. Enquanto, a mutação modifica o DNA. A recombinação promove a mistura entre os genes modificados entre dois indivíduos.

Recombinação Gênica e Evolução

A teoria moderna da evolução (Neodarwinismo) considera três fatores principais no processo evolutivo: a mutação gênica, a recombinação gênica e a seleção natural.

A mutação e a recombinação gênica são responsáveis pela variabilidade genética, garantem que os indivíduos sejam geneticamente diferentes a cada geração.

Sem os processos de variabilidade genética, como a recombinação gênica e a mutação, a evolução seria extremamente lenta. Isto porque, não haveriam mecanismos para reunir as mutações de diferentes indivíduos.

É através da variabilidade genética que ocorre a evolução e adaptação dos organismos ao ambiente.

Licenciada em Ciências Biológicas (2010) e Mestre em Biotecnologia e Recursos Naturais pela Universidade do Estado do Amazonas/UEA (2015). Doutoranda em Biodiversidade e Biotecnologia pela UEA.

As bactérias são organismos microscópicos pertencentes ao Reino Monera. São organismos procariontes, ou seja, desprovidos de carioteca (membrana que reveste o núcleo celular) e por esse motivo o seu material genético se encontra espalhado no citoplasma celular. As bactérias se reproduzem assexuadamente por um processo chamado divisão binária, também conhecida como cissiparidade ou bipartição.

A divisão binária ocorre quando uma bactéria duplica o seu material genético e logo em seguida se divide, originando duas bactérias idênticas a ela. Uma bactéria, quando em condições ideais de temperatura e nutrientes, leva aproximadamente vinte minutos para completar todo o processo de divisão. Agora, imagine, se a cada vinte minutos surgem duas novas bactérias, quantas surgirão num período de 24 horas?

Algumas bactérias (principalmente as do gênero Clostridium e Bacillus), quando em condições desfavoráveis, desidratam-se formando estruturas muito resistentes chamadas de endósporos. Essas estruturas são capazes de resistirem a altas temperaturas, à falta de água e até à ação de substâncias que, na maioria das vezes, matam micro-organismos. Quando encontram condições ambientais favoráveis, os endósporos se reidratam e a bactéria se reconstitui, voltando a se reproduzir por divisão binária. O combate aos endósporos bacterianos é um grande desafio para a indústria de alimentos e para a medicina, pois, como vimos, eles são extremamente difíceis de serem exterminados.

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As bactérias não apresentam nenhum tipo de reprodução sexuada, e sim recombinação genética que pode ocorrer por transformação, transdução ou conjugação.

A transformação ocorre com algumas bactérias que conseguem absorver fragmentos de DNA que se encontram dispersos no meio. Esses fragmentos são incorporados ao material genético das bactérias transformando-as.

Na transdução bacteriana ocorre troca de material genético entre bactérias com a participação de um bacteriófago.

A conjugação bacteriana, assim como ocorre na transformação e na transdução, é a passagem de DNA de uma célula doadora para uma receptora. No caso da conjugação, é necessário o contato entre as células bacterianas, sendo que a doadora possui um plasmídio conjugativo, que possui genes que codificam, por exemplo, para o pili F (F= fertilidade). Este se liga a célula bacteriana receptora e recebe uma fita do Plasmídio (lembre-se que plasmídio são moléculas de DNA extracromossomal). Como as fitas são complementares, a que ficou serve de molde para outra fita e a que foi para outra célula também. A conjugação é uma forma de recombinação genética entre as bactérias. Como não há aumento no número de células bacterianas, não pode ser considerada uma forma de reprodução.

Por Paula Louredo
Graduada em Biologia

Quais as formas de transferência de genes em bactérias?

Quais são os métodos de transferência gênica?

Quais são os tipos de mecanismo de transferência de material genético bacteriano e explique os?

Como acontece a transferência de genes?