¿Qué es un genoma bacteriano?
Un genoma bacteriano es la recopilación de toda la información genética de una bacteria. Esencialmente, determina cómo se ve y funciona una bacteria, tanto externa como internamente. Esta información genética está organizada en genes, que están codificados en el ácido desoxirribonucleico (ADN) del organismo. Esos genes se organizan en cromosomas. De hecho, la palabra "genoma" es en realidad una combinación de las palabras "gen" y "cromosoma". Aunque hay muchas variaciones diferentes de cómo se estructuran los genomas en diferentes organismos, todas las bacterias son haploides, lo que significa que poseen un solo cromosoma. Por lo tanto, toda la información genética contenida en un genoma bacteriano está contenida en un solo cromosoma.
El cromosoma de una bacteria está compuesto por pares de bases de nucleótidos, los componentes estructurales básicos del ADN. Solo existen cuatro nucleótidos en el ADN: adenina, timina, guanina y citosina. Estos nucleótidos siempre se unen de la misma manera: la adenina se une con la timina y la guanina con la citosina. Los cuatro juntos forman lo que se conoce como un "par de bases".
Los genomas bacterianos pueden contener cualquier número de pares de bases. Algunos genomas bacterianos contienen menos de 200,000 pares de bases, mientras que otros contienen más de 12 millones de pares de bases. En consecuencia, el número de genes que se encuentran en las bacterias es muy variable, con entre 575 y 5.500 genes reportados en bacterias, dependiendo de la especie. A modo de comparación, el genoma humano contiene más de 3 mil millones de pares de bases y aproximadamente 23,000 genes.
Curiosamente, la mayoría de los genomas bacterianos están organizados en una estructura cromosómica circular. Los humanos, por el contrario, tienen una estructura cromosómica lineal. Sin embargo, la estructura circular de un genoma bacteriano permite que su replicación de ADN comience y se detenga en el mismo lugar, una característica que no se ve en los genomas lineales de otros organismos.
Como organismos que se reproducen asexualmente, las bacterias son esencialmente clones con ADN idéntico al genoma de sus padres. Los cambios en el genoma de una bacteria, también conocidos como evolución, pueden ser provocados por recombinación genética o mutaciones. Las mutaciones pueden ocurrir ya sea por errores cometidos en la replicación del ADN o por exposición a mutágenos que afectan la forma en que los nucleótidos interactúan entre sí. Las bacterias también pueden intercambiar y recombinar información genética entre sí a través de procesos separados conocidos como transformación, transducción o conjugación, dependiendo de cómo ocurra el intercambio genético. Los cambios en el genoma de una bacteria pueden dar lugar a la formación de una nueva especie.
La secuenciación del ADN es la determinación del orden de los nucleótidos en el ADN de un organismo. Esta información ha sido un componente clave en la investigación biológica. El primer genoma bacteriano en ser secuenciado completamente fue el de Haemophilus influenzae, que puede causar una variedad de enfermedades oportunistas como neumonía, meningitis e infecciones respiratorias. Fue secuenciado con éxito en 1995 por el Instituto de Investigación Genómica. Desde este avance, se han secuenciado cientos de genomas bacterianos y los científicos continúan investigando y secuenciando los genomas de otras bacterias.