Procariontes, como bactérias, não têm muita vida sexual. A maioria das espécies procarióticas não participa da reprodução sexual e possui apenas uma cópia de cada gene em seu único cromossomo solitário. Os organismos que se reproduzem sexualmente têm dois conjuntos de cromossomos, um conjunto de cada progenitor e, portanto, têm duas versões de cada gene. Esse arranjo aumenta a diversidade genética. No entanto, as bactérias encontraram formas de aumentar sua diversidade genética por meio de três técnicas de recombinação: transdução, transformação e conjugação.
O que é recombinação genética?
Os organismos evoluem devido a alterações em seus genomas, as seqüências de DNA que codificam para proteínas e RNAs. Mutações no DNA podem ocorrer a qualquer momento e podem alterar a estrutura das proteínas produzidas. Os procariontes têm maneiras adicionais de evoluir seus genomas, além de depender de mutações relativamente raras. Através da recombinação genética, células procarióticas individuais podem compartilhar DNA com outras células individuais, não necessariamente pertencendo à mesma espécie. Isso pode ajudar a espalhar um gene benéfico que produz organismos mais saudáveis. 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 da recombinação genética, ajudando a garantir a sobrevivência das espécies.
Transdução
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 na vítima e aciona o mecanismo 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 retira-se do cromossomo da bactéria, mas o processo é impreciso e os genes bacterianos podem ser incluídos no DNA viral recém-liberado. O vírus faz com que o hospedeiro replique muitas cópias do genoma do vírus, juntamente com qualquer gene hospedeiro, durante a viagem. O vírus faz com que a célula se rompa, liberando novas partículas virais que repetem o ciclo. Dessa maneira, genes de um hospedeiro combinam-se 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 "into their own chromosomes.", 3, [[A bactéria deve primeiro entrar em um estado especial, chamado competência, que permita a transformação. Para obter competência, a bactéria deve ativar um número de genes que expressam as proteínas necessárias. As bactérias geralmente transformam o DNA da mesma espécie. Os cientistas usam a transformação para introduzir DNA estranho nas células procarióticas, incorporando o DNA no meio de crescimento. Dessa maneira, os pesquisadores podem avaliar os efeitos de diferentes segmentos de DNA e até criar microrganismos projetados com as características desejadas.
Conjugação
Conjugação é o equivalente bacteriano do sexo. Envolve contato físico entre duas células, possivelmente através de uma estrutura de ponte chamada pilus. As células doadoras devem conter um pequeno segmento de DNA chamado plasmídeo F, que o receptor não possui. A célula doadora fornece uma única fita de DNA do plasmídeo F e a transfere para o receptor. A enzima DNA polimerase então sintetiza 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 do doador com seu próprio genoma.
