MICROBIOLOGIA prof. Antonio Farris - AgrariaFree

CAP.10 Genetica dei microrganismi
MUTAZIONE E RICOMBINAZIONE
La mutazione è un cambiamento ereditario della sequenza delle basi dell’acido nucleico del
genoma di un organismo.
La ricombinazione genetica è il processo mediante il quale segmenti genetici contenuti in due
genomi separati vengono messi insieme in un’unica unità.
Mentre generalmente la mutazione induce nella cellula cambiamenti genetici di piccola entità, la
ricombinazione genetica generalmente comporta cambiamenti più significativi. Interi geni, serie di
geni e anche interi cromosomi vengono trasferiti da un organismo all’altro.
Anche se i procarioti, diversamente da molti eucarioti, non si riproducono sessualmente, in essi
esistono meccanismi di scambio genetico che permettono sia il trasferimento di geni che la
ricombinazione.
Per riconoscere lo scambio genetico tra due organismi è necessario impiegare marcatori genetici il
cui trasferimento possa essere identificato.
A questo scopo si usano ceppi mutanti e i cambiamenti sono dovuti a una o più mutazioni del DNA
dell’organismo. Queste possono coinvolgere un cambiamento in una o più paia di basi o anche
l’inserzione o l’eliminazione di interi geni.
Viene detto mutante un organismo il cui genoma è stato oggetto di una mutazione; quindi un
mutante differisce dal ceppo parentale nel genotipo, inoltre, le proprietà osservabili del mutante, il
suo fenotipo, possono essere diverse rispetto al ceppo parentale.
E’ comune riferirsi a un ceppo isolato in natura come a un ceppo di tipo selvatico.
A seconda della mutazione, il mutante può avere fenotipo mutante oppure fenotipo uguale a quello
dei suoi parentali.
Alcune mutazioni sono selezionabili, in quanto conferiscono alcuni vantaggi agli organismi che le
possiedono, mentre altre sono non selezionabili, anche se portano a un profondo cambiamento del
fenotipo di un organismo.
Un esempio di mutazione non selezionabile è quella della perdita di colore in un organismo
pigmentato. Tali colonie di solito non hanno ne un vantaggio ne uno svantaggio rispetto alle colonie
parentali pigmentate quando crescono in piastre di agar. Si possono identificare queste mutazioni
solamente esaminando un gran numero di colonie e cercando quelle differenti attraverso un
processo detto screening.
Una mutazione selezionabile conferisce al mutante un vantaggio in certe condizioni
ambientali, per cui la progenie della cellula mutante è in grado di crescere in modo tale da
sostituirsi a quella parentale.
Un esempio di mutazione selezionabile è la resistenza ai farmaci: un mutante antibiotico resistente
può crescere in presenza di una concentrazione di antibiotico che inibisce o uccide il parentale.
E’ relativamente facile riconoscere e isolare i mutanti selezionabili scegliendo le appropriate
condizioni ambientali, utilizzando come strumento genetico la selezione.
Per certi tipi di mutazioni sono disponibili metodi di screening per grandi numeri di colonie.
Per esempio possono essere individuati mutanti nutrizionali con la tecnica della “replica
plating” (piastramento per replica).
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