Procariontes como bactérias não têm muita vida sexual. A maioria das espécies procarióticas não participa da reprodução sexual e tem apenas uma cópia de cada gene em seu único cromossomo solitário. Os organismos sexualmente reprodutores têm dois conjuntos de cromossomos, um conjunto de cada pai, e, portanto, têm duas versões de cada gene. Esse arranjo aumenta a diversidade genética. No entanto, as bactérias encontraram formas de aumentar a sua diversidade genética através de três técnicas de recombinação: transdução, transformação e conjugação.
O que é a recombinação genética?
Os organismos evoluem devido a alterações em seus genomas, o DNA seqüências que codificam proteínas e RNAs. Mutações ao DNA podem ocorrer a qualquer momento e podem alterar a estrutura das proteínas produzidas. Os procariotos têm formas adicionais de evoluir seus genomas, além de depender de mutações relativamente pouco freqüentes. Através da recombinação genética, as células procarióticas individuais podem compartilhar o DNA com outras células individuais, não necessariamente pertencentes à mesma espécie. Isso pode ajudar a espalhar um gene benéfico que produz organismos mais fortes. Por exemplo, a aparência de um gene que confere resistência a antibióticos pode criar uma cepa virulenta de bactérias. As células podem espalhar o gene benéfico através de recombinação genética, ajudando a garantir a sobrevivência da espécie. Transdução é a transferência de DNA de uma bactéria para outra através da ação de vírus. Quando um vírus infecta uma bactéria, ele injeta seu material genético em sua vítima e coloca em risco a maquinaria da bactéria para sintetizar DNA, RNA e proteínas. Às vezes, o material genético viral se une ao DNA do hospedeiro. Mais tarde, o DNA viral se excede no cromossomo da bactéria, mas o processo é impreciso e os genes bacterianos podem ser incluídos no recém-liberado DNA viral. O vírus faz com que o hospedeiro replique muitas cópias do genoma do vírus juntamente com quaisquer genes hospedeiros para o passeio. O vírus então faz a célula se romper, liberando novas partículas virais que repetem o ciclo. Desta forma, os genes de um hospedeiro se combinam com os de outro hospedeiro, talvez de outra espécie.
Transformação
Certas espécies de bactérias podem ingerir segmentos de DNA, conhecidos como plasmídeos, de seus arredores e incorporar os plasmídeos em seus próprios cromossomos. A bactéria deve primeiro entrar em um estado especial, chamado competência, que permite que a transformação ocorra. Para alcançar a competência, a bactéria deve ativar vários genes que expressam as proteínas necessárias. As bactérias geralmente transformam o DNA da mesma espécie. Os cientistas usam a transformação para introduzir DNA estranho em células procarióticas, incorporando o DNA no meio de crescimento. Desta forma, os pesquisadores podem medir os efeitos de diferentes segmentos de DNA e até mesmo criar microorganismos projetados com características desejadas.
Conjugação
Conjugação é o equivalente bacteriano do sexo. Envolve o contato físico entre duas células, possivelmente através de uma estrutura de ponte chamada pilus. As células do doador devem conter um pequeno segmento de DNA chamado plasmídeo F, que o destinatário deve ter. A célula doadora fornece uma única fita de DNA do plasmídeo F e a transfere para o receptor. A enzima DNA polimerase sintetiza então uma cadeia complementar para produzir a estrutura de DNA normalmente de duas cadeias. Em alguns casos, o doador também contribui com o DNA cromossômico além do plasmídeo-F. O receptor combina o DNA doador com seu próprio genoma.
