Conjugación Bacteriana: Definición y proceso

¿Qué es la conjugación bacteriana?

¿Alguna vez te has preguntado cómo se reproducen las bacterias? Cuando las bacterias crean más bacterias, lo hacen de forma independiente y sin necesidad de otras bacterias. Las bacterias crean más bacterias mediante un método de propagación asexual llamado fisión binaria, donde la célula bacteriana crece mucho y luego se divide en dos células bacterianas que son copias idénticas entre sí.

Biología de la definición de conjugación

Sin embargo, las bacterias también tienen una forma de intercambiar material genético entre sí sin reproducirse, llamada conjugación. ¿Qué es la conjugación bacteriana y qué sucede durante el proceso de conjugación? Cuando las bacterias hacen contacto físico entre sí y transfieren un pequeño fragmento de ADN llamado plásmido, este proceso de intercambio genético se llama conjugación. El plásmido no está relacionado con el ADN cromosómico primario de ninguna de las bacterias; es una pieza de ADN circular desconectada que funciona más como una aplicación descargada. El plásmido transferido durante la conjugación siempre otorga a la bacteria receptora algún tipo de ventaja funcional. Por ejemplo, una ventaja para las bacterias que se ha relacionado con la conjugación es la resistencia a los antibióticos.

Transferencia genética horizontal

Cuando los genes se intercambian entre organismos sin el uso de células reproductivas como el espermatozoide y el óvulo, el proceso se denomina transferencia horizontal de genes (THG). Las bacterias son capaces de transferir horizontalmente material genético mediante tres métodos distintos: (1) transformación, (2) conjugación y (3) transducción. La conjugación bacteriana se definió en la sección anterior y la genética de la conjugación y sus detalles se explicarán en las secciones siguientes. Brevemente, el proceso de transducción es facilitado por un bacteriófago (un virus que infecta bacterias) que sin darse cuenta transfiere material genético entre bacterias durante el proceso infectivo. La transformación ocurre cuando las bacterias eliminan algún fragmento externo de ADN que encuentran en el medio ambiente e incorporan ese ADN en su genoma primario, generalmente recogido de los restos de otra bacteria muerta.

Proceso de conjugación

En biología, el proceso de conjugación describe una especie de proceso de pseudoacoplamiento entre dos organismos que no se reproducen sexualmente. Cuando los dos organismos se encuentran, hacen contacto físico y luego un organismo penetra e inyecta material genético en el otro organismo. No hay intercambio de espermatozoides, óvulos ni ningún tipo de células reproductivas, solo ADN. Por esta razón, la conjugación podría considerarse más como un proceso de intercambio genético o de conjugación de ADN. La genética conjugativa suele ocurrir entre organismos muy simples, como bacterias, hongos o protozoos. El proceso siempre involucra a dos organismos, y para las bacterias, la biología de la conjugación se desarrolla según los siguientes pasos:

• Dos bacterias se encuentran con la intención de sufrir una conjugación bacteriana. Una bacteria, llamada donante, tiene un plásmido que quiere transferir a otra bacteria que no tiene el plásmido, llamada receptor.
• La bacteria donante se acerca mucho a la bacteria receptora y extiende una estructura sexual larga, parecida a un cabello, desde su cuerpo, llamada pilus.
• El pilus se adhiere a la bacteria receptora y la atrae como un hilo de pescar hasta que las dos bacterias se tocan y se forma un puente entre el citoplasma de las dos células bacterianas.
• Mientras las dos bacterias están conectadas, la bacteria donante transfiere una copia del ADN plasmídico a la bacteria receptora. Cuando se completa el proceso, se liberan el uno del otro.
• Ahora ambas bacterias tienen una copia de los mismos plásmidos funcionales y la bacteria receptora ya no es receptora, sino donante potencial de otra bacteria.

Reproducción sexual en bacterias

Cuando los animales se reproducen, la recombinación genética entre el ADN de dos organismos se produce cuando se combinan sus espermatozoides y óvulos, llamados gametos. La reproducción sexual entre dos organismos produce descendencia genéticamente única y es un proceso llamado transferencia vertical de genes en biología. (En casos raros, la transferencia vertical de genes también puede ocurrir dentro de un solo organismo hermafrodita). Los gametos en la transferencia vertical de genes se crean durante un tipo especial de proceso de división celular específico de las células sexuales reproductivas, llamado meiosis. La razón por la que la meiosis es tan singular es porque las células madre no se copian a sí mismas como lo harían en la mitosis.

En biología, el término célula madre se refiere a cualquier célula que está a punto de copiarse a sí misma. Las copias que la célula madre hace de sí misma siempre se denominan células hijas. Entonces, una célula de la piel, una célula ciliada y una célula sexual que quiere copiarse a sí misma son todas células madre. En la mitosis, que ocurre cuando las células no sexuales se duplican, las células madre e hija son genéticamente idénticas entre sí, como una fotocopia exacta. En la meiosis, sin embargo, se forman dos pares de células hijas y células duplicadas que no son copias idénticas porque solo tienen la mitad de los cromosomas de la célula madre. De esta manera, cuando el espermatozoide con medio juego de cromosomas y el óvulo con medio juego de cromosomas se juntan, juntos formarán una descendencia con un juego completo de cromosomas.

Cuando la transferencia de genes por conjugación o la recombinación de material genético ocurre en organismos sin gametos y no produce descendencia, el proceso se denomina transferencia genética horizontal. La reproducción sexual en las bacterias tampoco es una verdadera forma de reproducción sexual, porque del intercambio genético no se crea descendencia. En cambio, la conjugación «sexual» bacteriana es un proceso llamado reproducción parasexual.

Transferencia de plásmido

Los plásmidos son pequeños anillos de ADN desconectados y no relacionados con el ADN cromosómico de las bacterias. Por esta razón, los plásmidos a menudo se denominan ADN extracromosómico, lo que significa que es un fragmento de ADN externo al cromosoma primario. La conjugación bacteriana y la transferencia de plásmidos pueden ocurrir entre la misma especie o entre diferentes especies de bacterias. Las bacterias no necesitan plásmidos para sufrir fisión binaria, pero tener plásmidos siempre les da una ventaja funcional, como instrucciones sobre cómo producir proteínas para volverse más virulentas o para protegerlas contra un determinado antibiótico. Dependiendo del tipo de bacteria, la estructura de un plásmido puede ser ADN monocatenario o bicatenario.

Transferencia de plásmidos en conjugación bacteriana.

La forma en que el plásmido llega a la bacteria receptora es a través de un pequeño inyector. Después de que una bacteria donante atrae una bacteria receptora con su pilus, el donante utiliza una aguja inyectora llamada sistema de secreción tipo IV (T4SS) para crear un orificio de conexión en el citoplasma de la célula receptora. A medida que avanza este proceso, la bacteria donante produce una copia de su plásmido y la envía a través del orificio creado por el inyector T4SS.

Resumen de la lección

Las bacterias tienen una capacidad única para intercambiar y recombinar su material genético sin producir un nuevo organismo en el proceso. La transferencia horizontal de genes (THG) describe los procesos mediante los cuales las bacterias intercambian su ADN, que incluyen (1) transformación, (2) conjugación y (3) transducción. La transferencia horizontal de genes es diferente a la transferencia vertical de genes, que siempre involucra dos gametos sexuales (esperma y óvulo creados mediante el proceso de meiosis) que se fusionan cuando se encuentran para crear una descendencia única.

Durante la HGT en la transformación bacteriana, una bacteria encuentra un trozo suelto de ADN de otra bacteria muerta y lo incorpora a su propio genoma. Durante la transducción de HGT, los virus transfieren ADN sin darse cuenta entre dos bacterias. Durante la TGH en conjugación, las bacterias experimentan una especie de reproducción pseudosexual llamada reproducción parasexual. El proceso de conjugación involucra a dos bacterias que se ponen en contacto físicamente entre sí a través de una estructura sexual llamada pilus y la transferencia de un pequeño anillo de ADN llamado plásmido. El plásmido no está conectado ni relacionado con el cromosoma primario de la bacteria, por lo que se considera ADN extracromosómico. Los plásmidos siempre dan a las bacterias algún tipo de ventaja funcional para ayudarlas a sobrevivir, como la resistencia a los antibióticos. La conjugación es un proceso que puede ocurrir entre dos bacterias de la misma especie o dos bacterias de diferente especie.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador