Cómo funciona la transducción en general
El mecanismo general de la transducción se basa en el ciclo de replicación viral dentro de la célula bacteriana. Cuando un bacteriófago infecta una bacteria, utiliza sus recursos para crear copias de sí mismo. Durante este ensamblaje ocurre un fallo: un fragmento del cromosoma de la propia bacteria queda atrapado por error dentro de la cubierta proteica del virus.
Durante la subsiguiente infección de una nueva bacteria (recipiente), este fago transfiere ADN bacteriano en lugar de ADN viral. De este modo se realiza la transición a un nuevo tipo de intercambio de información genética en microbiología. Se distinguen dos clases principales de este proceso: la transducción generalizada (inespecífica) y la específica.
Transducción generalizada (inespecífica)
La principal característica de la transducción generalizada es que el fago es capaz de transferir cualquier fragmento del cromosoma bacteriano. Un ejemplo clásico de virus que realizan esta transferencia son los fagos P.
El proceso transcurre en varias etapas:
- Fragmentación: El ADN de la bacteria infectada se degrada en partes separadas.
- Empaquetamiento erróneo: Trozos de ADN bacteriano que coinciden en tamaño con el ADN fágico normal son empaquetados por error en la cápside viral.
- Formación del defecto: Se forma una partícula fágica defectuosa que no contiene genes virales, pero porta el material genético de la bacteria donante. La frecuencia de estos errores es de aproximadamente 1 por cada 1000 fagos normales.
- Infección del receptor: El fago defectuoso se une a una nueva célula e «inyecta» en ella el ADN bacteriano transportado.
- Recombinación: Dentro del receptor se produce la recombinación homóloga: el fragmento transportado reemplaza la región homóloga del cromosoma receptor, formando un recombinante estable.
Transducción específica
La transducción específica sigue un escenario diferente y requiere una condición obligatoria: el ADN fágico debe estar previamente integrado en el cromosoma de la bacteria (en estado de profago). Los fagos templados se integran solo en sitios (lugares) estrictamente definidos del cromosoma bacteriano.
La lógica del proceso de transferencia:
- Mecanismo de captura: El proceso comienza cuando el ADN viral pasa a una replicación activa y se escinde (corta) del cromosoma bacteriano. Ocurre un error en el sistema enzimático: junto con el ADN viral, se captura un fragmento de ADN bacteriano adyacente directamente al sitio de integración del fago.
- Resultado para el fago: Se forma un fago defectuoso en el cual una parte de su propio genoma ha sido reemplazada irreversiblemente por genes bacterianos.
- Especificidad: Debido a que el fago estaba ligado a un sitio específico, puede transferir exclusivamente aquellos genes que se encontraban en la vecindad de dicho sitio de integración. Un ejemplo conocido es la transferencia del gen gal (responsable de la fermentación de galactosa) en bacterias de la especie E. coli.
- Proceso en el receptor: Al penetrar en una nueva célula, el ADN del fago defectuoso participa en la recombinación sitio-específica con el ADN del receptor. Como resultado, la célula receptora se convierte en un merodiploide (diploide parcial), ya que ahora contiene tanto su propio gen como el mismo gen aportado por el donante.
Comparación de mecanismos
| Característica | Transducción generalizada | Transducción específica |
|---|---|---|
| Qué se transfiere | Cualquier fragmento del cromosoma donante | Solo los genes adyacentes al sitio de integración del profago |
| Condición de inicio | Fragmentación del ADN del donante | Error durante la escisión del profago del cromosoma |
| Tipo de recombinación | Recombinación homóloga | Recombinación sitio-específica |
| Resultado en la célula | Formación de un recombinante estable | La célula se convierte en merodiploide |
| Ejemplo | Característica de los fagos P | Transferencia del gen gal en E. coli |
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué tipos de bacteriófagos (virulentos o templados) son capaces de realizar la transducción generalizada?
La transducción generalizada solo puede ser realizada por bacteriófagos templados. Durante el proceso de multiplicación dentro de la célula donante, el fago actúa como un portador pasivo de material genético. Un fragmento de cualquier parte del cromosoma bacteriano cae accidentalmente en la partícula viral y se transfiere a una nueva célula durante la siguiente infección. En este caso, el fago puede perder parte de su genoma y volverse defectuoso, y el recombinante estable formado como resultado de la recombinación homóloga se denomina transductor.
¿Qué es la transducción abortiva y en qué se diferencia de la completa?
La transducción abortiva es el proceso de transferencia por parte de un fago de un segmento de ADN que no se integra en el genoma del receptor y se mantiene de forma autónoma en el citoplasma.
| Característica | Transducción abortiva | Transducción generalizada (inespecífica) |
|---|---|---|
| Destino del ADN | No se integra en el genoma, se mantiene de forma autónoma | Se incorpora a la región homóloga del ADN de la célula receptora |
| Herencia | Se transmite a una sola de las dos células hijas | Se forma un recombinante estable |
| Manifestación del rasgo | No se observa la manifestación del nuevo rasgo | El rasgo se fija al integrarse en la región homóloga del receptor |
Para recordar fácilmente los tipos de recombinación: en la transducción Generalizada ocurre la recombinación hOmóloga (cualquier gen busca su par homólogo), y en la Específica, la Sitio-Específica.
Preguntas de clases y exámenes
¿Quién y cuándo descubrió el fenómeno de la transducción?
El fenómeno de la transducción fue descubierto en 1951 por los científicos N. Zinder y J. Lederberg.
¿Por qué se forma un bacteriófago defectuoso?
El fago defectuoso se forma debido a errores en los sistemas enzimáticos. En la transducción generalizada, se empaqueta un trozo de ADN bacteriano en la cápside en lugar del ADN viral, mientras que en la específica, el fago pierde parte de sus genes y los reemplaza por los genes bacterianos adyacentes capturados.
¿Qué significa el término «merodiploide»?
Un merodiploide es un diploide parcial. Este estado surge en la bacteria receptora después de la transducción específica, cuando la célula posee tanto su propio gen (por ejemplo, en el cromosoma) como una copia adicional de este mismo gen introducida por el bacteriófago.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismo detallado de la recombinación homóloga en la célula receptora
- Recombinación sitio-específica a nivel molecular
- Integración y escisión del profago: mecanismos moleculares
- Diferencias entre bacteriófagos templados y virulentos
- Organización del aparato genético de *E. coli* (principio de operones y operón gal)
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