Processos de transferência de genes entre bactérias
Introdução
Sabemos que, embora as mutações sejam responsáveis pela expressão de várias novas
características por uma célula, muitos dos fenótipos expressos pelos microrganismos
procarióticos são decorrentes da aquisição de novos fragmentos de DNA, por meio de
processos de transferência horizontal de genes. Três processos de transferência genética
entre bactérias são bastante conhecidos: transformação, conjugação e transdução. Há
ainda um quarto processo, a conversão lisogênica, que envolve a transferência de DNA
de uma partícula viral para uma bactéria, sendo um evento importante na aquisição de
genes muitas vezes associados à virulência.
Transformação - É definida como um processo de incorporação de DNA na forma
livre, geralmente decorrente da lise celular. A partir de seu descobrimento, foi
demonstrado formalmente que o DNA era a molécula envolvida na hereditariedade
(experimentos iniciados por F. Griffith, 1928).
Várias bactérias Gram positivas e negativas são naturalmente transformáveis,
entretanto, dentro de um gênero, nem todas as espécies o são. Na natureza, o processo
ocorre quando uma célula sofre lise, liberando seu DNA. Este, por ser de grande
tamanho tende a sofrer quebras, originando centenas fragmentos de aproximadamente
15 kb (o equivalente a cerca de 15 genes, em Bacillus subtilis). Como uma célula
absorve poucos fragmentos, apenas uma pequena proporção de genes podem ser
transferidos.
Inicialmente, para que o processo ocorra, é necessário que a cél. encontre-se
competente, isto é, deve apresentar sítios de superfície para a ligação do DNA da célula
doadora e apresentar a membrana em uma condição que permita a passagem deste
DNA. Esta propriedade é, provavelmente, uma característica inerente de certas
linhagens e, ao que parece, envolve o mecanismo de quorum sensing. O
estabelecimento da competência é um fenômeno controlado, envolvendo a participação
de diferentes proteínas (proteína de ligação ao DNA, presente na membrana, autolisinas,
nucleases), sendo um processo variável entre os microrganismos.
Aparentemente, o número de sítios disponíveis para a ligação do DNA é limitado. Esta
captação parece estar relacionada a uma pequena sequência, de 10 a 12 pares de bases,
presente no DNA exógeno. Em Haemophilus, foi demostrada a presença de uma
proteína que reconhece e liga-se a uma sequência 5’ - AAGTGGGTCA - 3’, muito
comum no genoma deste microrganismo, garantindo que somente ocorrerá a captação
de DNA de espécies muito similares.
A competência é um processo que depende de várias condições distintas nos diferentes
microrganismos. Sabe-se que a fase de crescimento e as condições ambientais
desempenham um papel de extrema importância no processo. Além destes, a
temperatura e a concentração de cátions também influenciam a eficiência do processo.
A captação do DNA também é diferente entre Gram positivos (G+) e Gram negativos
(G-): Nas G+ o DNA é captado como dupla hélice e absorvido como fita simples, sendo
uma das fitas degradadas. Nas G-, o DNA é absorvido como fita dupla, embora apenas
uma das fitas participe do processo de recombinação. Independente do tipo celular, a
ligação do DNA à célula é mais eficiente quando está como fita dupla.
Ligação do DNA: inicialmente é reversível, tornando-se irreversível depois. As células
