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El genoma bacteriano constituye la totalidad de la información genética que define la identidad estructural, funcional y adaptativa de una célula procariota. Esta información no se limita exclusivamente a una única molécula de ácido desoxirribonucleico organizada en forma de cromosoma circular, sino que también incluye elementos genéticos adicionales que pueden existir fuera de él. En conjunto, todos estos componentes conforman el repertorio completo de instrucciones necesarias para la síntesis de proteínas, la regulación metabólica, la respuesta al entorno y la perpetuación de la especie.
En la mayoría de las bacterias, el material genético principal se encuentra organizado en un solo cromosoma. Esta característica implica que cada gen está presente en una única copia funcional, lo que define a la célula como haploide. A diferencia de las células eucariotas, que generalmente poseen pares de cromosomas homólogos y, por tanto, dos versiones potencialmente distintas de cada gen, la bacteria carece de una copia alternativa que pueda compensar la alteración de una secuencia genética. En consecuencia, cualquier modificación en la secuencia de un gen, ya sea por sustitución, deleción o inserción de nucleótidos, se manifiesta de manera directa en el fenotipo celular. No existe un segundo alelo que pueda enmascarar el efecto de la mutación. Esta condición confiere a las bacterias una notable plasticidad evolutiva, ya que las variaciones genéticas se expresan inmediatamente y pueden ser sometidas a selección natural con rapidez.
El cromosoma bacteriano no se encuentra libre en el citoplasma, sino que ocupa una región organizada denominada nucleoide. Aunque las bacterias carecen de un núcleo delimitado por membrana, su material genético está compactado de forma eficiente para caber dentro del reducido volumen celular. Esta compactación no depende de histonas verdaderas como ocurre en los organismos eucariotas. En su lugar, intervienen proteínas asociadas al ácido desoxirribonucleico y pequeñas moléculas cargadas positivamente, entre ellas poliaminas como la espermina y la espermidina. Estas sustancias interactúan con los grupos fosfato del ácido desoxirribonucleico, que poseen carga negativa, neutralizando parcialmente dicha carga y facilitando el enrollamiento y la superespiralización de la molécula. Gracias a estos mecanismos fisicoquímicos y proteicos, el cromosoma adquiere una conformación compacta pero funcionalmente accesible, permitiendo la replicación y la transcripción de manera eficiente.
Además del cromosoma principal, muchas bacterias albergan elementos genéticos extracromosómicos. Entre ellos destacan los plásmidos, que son moléculas circulares de ácido desoxirribonucleico capaces de replicarse de manera autónoma, y los genomas de bacteriófagos, que son virus especializados en infectar bacterias. Estos componentes no son indispensables para la supervivencia básica de la célula en condiciones ideales, pero pueden conferir ventajas selectivas significativas. Los plásmidos, por ejemplo, suelen portar genes que otorgan resistencia a antibióticos, capacidad para metabolizar compuestos inusuales o factores que incrementan la virulencia. Lo más relevante es que estos elementos pueden transferirse entre bacterias mediante mecanismos de intercambio genético horizontal, como la conjugación, la transformación o la transducción. Esta movilidad genética favorece la rápida diseminación de características adaptativas dentro de una población o incluso entre especies diferentes.
El cromosoma bacteriano contiene genes que codifican proteínas estructurales y enzimáticas, denominados cistrones cuando se hace referencia a su unidad funcional de codificación. Estos genes dirigen la síntesis de proteínas responsables de la estructura celular, el metabolismo, la replicación del ácido desoxirribonucleico y la regulación génica. Sin embargo, el contenido genético no se limita a secuencias que codifican proteínas. También incluye genes que producen ácido ribonucleico ribosomal y ácido ribonucleico de transferencia, moléculas esenciales para la traducción de la información genética en proteínas. El ácido ribonucleico ribosomal constituye el componente estructural y catalítico de los ribosomas, mientras que el ácido ribonucleico de transferencia actúa como adaptador molecular que reconoce los codones del ácido ribonucleico mensajero y transporta los aminoácidos correspondientes durante la síntesis proteica. Sin estos componentes, la expresión génica sería imposible.
Fuente y lecturas recomendadas:
- Madigan, M. T., Martinko, J. M., Bender, K. S., Buckley, D. H., & Stahl, D. A. (2018). Brock biology of microorganisms (15th ed.). Pearson.
- Murray, P. R., Rosenthal, K. S., & Pfaller, M. A. (2025). Medical microbiology (10th ed.). Elsevier.
- Carroll, K. C., & Pfaller, M. A. (2023). Manual of clinical microbiology (13th ed.). American Society for Microbiology Press.
- Riedel, S., Hobden, J. A., Miller, S., Morse, S. A., Mietzner, T. A., Detrick, B., Mitchell, T. G., Sakanari, J. A., Hotez, P., & Mejía, R. (2020). Microbiología médica (28ª ed.). McGraw-Hill Interamericana Editores.
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