I batteri hanno un solo cromosoma. Hanno la capacità di esprimere un fenotipo in base al genotipo (codice genetico), quindi seguono le leggi della genetica classica. Il codice genotipo batterico può essere costituito da DNA circolare (scissione binaria) o da DNA plasmidico (sistema sigma o rolling circle).
I batteri sono capaci di mutare e comunicare tramite lo scambio di informazioni genetiche. Questo cambio di geni può manifestarsi come:
- Mutazione: cambiamento permanente ereditabile da una cellula all'altra nella sequenza di basi del DNA di un organismo.
- Ricombinazione: scambio di materiale genetico tra due DNA omologhi (simili), si originano caratteristiche genetiche nuove.
In questo articolo vediamo tutto ciò che riguarda le mutazioni.
Le mutazioni batteriche possono essere classificate in:
- Variazioni genotipiche: il genotipo si trasforma, quindi cambia la sequenza di basi nel DNA. Trasmissibili alla prole, non influenzate dall'ambiente, costituiscono un evento raro.
- Variazioni fenotipiche: il fenotipo si trasforma. Non ereditabili, legate all'ambiente, reversibili; in pratica fanno tutto il contrario delle genotipiche.
Queste mutazioni possono avvenire a livello di colonia batterica, e ora apriamo una piccola parentesi sui vari tipi di colonie.
- Colonie S (smooth): virulente, lisce, margini regolari, lucide, maggiori capacità metaboliche, con capsula
- Colonie R (rough): colonie rigose, margini irregolari, opache.
- Variazione H: colonie con alone intorno, per la presenza del flagello.
- Variazione O: senza aloni e corrisponde all'antigene somatico.
Fine revisione colonie.
Le mutazioni possono essere spontanee (caso rarissimo, una su un miliardo) oppure indotte, prodotte da tutta una serie di agenti mutageni. Vediamoli insieme:
A. m. di natura fisica:
- Ionizzanti: raggi X, gamma e cosmici.
- Non ionizzanti: radiazioni UV che inducono formazione di legami covalenti tra due pirimidine adiacenti (C o T). Praticamente ho 2 T attaccate: T-T (questo non avviene normalmente). [Ricordatevi una faccina triste che piange].
A. m. di natura chimica:
- Analoghi delle basi: molecole simili alle basi azotate normali che si incorporano nel DNA, causando errori durante la replicazione. (es. 5-bromouracile, simile alla timina)
- Agenti alchilanti: aggiungono gruppi alchilici alle basi del DNA, alterandone l’appaiamento.
- Agenti che alterano chimicamente basi già inserite: modificano chimicamente le basi esistenti, cambiando il loro comportamento di appaiamento. (es. acido nitroso, deamina le basi).
- Coloranti intercalanti: si inseriscono tra le basi del DNA, distorcendo la doppia elica e causando inserzioni o delezioni.
Infine, le mutazioni possono essere selezionabili (forniscono vantaggi agli organismi che lo possiedono, possono sviluppare resistenza ai farmaci) o non selezionabili (fatti in piastra, vedo cambiamenti ad esempio un cambiamento di colore ma nulla di veramente vantaggioso o svantaggioso, semplicemente cambia molto il fenotipo).
Studio dei mutanti
Esistono vari ceppi mutanti: m. nutrizionali (metabolici), morfologici, resistenti, letali. In particolare i mutanti nutrizionali (auxotrofi) sono batteri che in seguito a mutazione nutrizionale non sono più in grado di sintetizzare determinati composti e di conseguenza hanno un ceppo diverso da quello selvatico (detto prototrofo, riesce a sintetizzare sostanze essenziali).