Prueba tu suerte 🍀 ¡COMPRA UN BOLETO!
La transferencia de material genético entre bacterias constituye un proceso fundamental en la evolución microbiana, permitiendo la adquisición de características nuevas que pueden conferir ventajas adaptativas, como resistencia a antibióticos, aumento de la virulencia o tolerancia a condiciones ambientales extremas. Estas transferencias no ocurren al azar, sino a través de mecanismos específicos que aseguran la incorporación y expresión funcional de los genes adquiridos. Los principales mecanismos son transformación, conjugación y transducción, cada uno con características particulares y relevancia clínica y biotecnológica. Adicionalmente, los elementos genéticos móviles como los transposones pueden desplazarse dentro del genoma bacteriano o entre plásmidos y cromosomas, amplificando la dispersión de genes de resistencia o virulencia. La combinación de estos mecanismos ha contribuido, por ejemplo, a la emergencia de cepas resistentes a antibióticos de última línea, como Staphylococcus aureusresistente a vancomicina.
Transformación
La transformación es un proceso mediante el cual una bacteria puede internalizar fragmentos de ADN exógeno provenientes del ambiente y recombinarlos con su propio material genético, integrando de manera estable nuevas secuencias en su genoma. Este fenómeno se basa en la competencia celular, una capacidad que algunas especies desarrollan de manera natural, como Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, especies de Bacillus y Neisseria. La competencia suele surgir al final de la fase logarítmica de crecimiento, momento en el cual la célula expresa proteínas de membrana específicas que facilitan la captación del ADN.
En bacterias que no presentan competencia natural, como Escherichia coli, la transformación puede inducirse artificialmente mediante tratamientos químicos que alteran la permeabilidad de la membrana o mediante electroporación, una técnica que aplica pulsos eléctricos de alta intensidad para abrir poros temporales en la membrana y permitir el ingreso de plásmidos, transposones u otras moléculas de ADN.
En el ámbito de la biotecnología, la transformación es crucial para la ingeniería genética. Permite la creación de cepas bacterianas capaces de expresar proteínas humanas o virales, como la insulina humana producida en E. coli o proteínas de vacunas subunitarias, incluyendo el antígeno de superficie del virus de la hepatitis B o la hemaglutinina del virus de la influenza. La versatilidad de la transformación radica en que, al integrar genes exógenos de manera estable, se pueden obtener productos biológicos de alto valor sin comprometer la viabilidad celular de la bacteria transformada.
Conjugación
La conjugación representa un mecanismo de transferencia genética directa, donde una célula donante transmite ADN a una célula receptora mediante contacto físico mediado por estructuras especializadas llamadas pilos sexuales. Este proceso es unidireccional: el donante aporta el material genético y la receptora lo incorpora y puede replicarlo. La molécula transferida suele ser un plásmido, aunque también puede incluir fragmentos de ADN cromosómico que se encuentran ligados al plásmido durante el proceso.
El pilus sexual, una estructura de tipo IV, actúa como un conducto que conecta las dos células, permitiendo el paso de una cadena sencilla de ADN. Sin embargo, debido a la fragilidad del enlace entre las células, la transferencia completa de plásmidos grandes es a menudo incompleta, generando plásmidos parciales que aún pueden recombinarse y ejercer efectos biológicos.
La conjugación no se limita a bacterias de la misma especie: se ha documentado intercambio genético entre distintas especies de eubacterias e incluso entre procariontes y células de plantas, animales o hongos. Este mecanismo explica, en parte, la rápida diseminación de genes de resistencia a antibióticos entre comunidades microbianas diversas, un fenómeno de gran relevancia en microbiología clínica y ambiental.
Transducción
La transducción involucra la transferencia de material genético mediada por bacteriófagos, virus que infectan bacterias. Durante la replicación del fago, fragmentos del ADN bacteriano pueden ser inadvertidamente empaquetados dentro de la cápside viral y transportados a otra célula bacteriana durante la infección subsecuente. Una vez que el ADN llega a la nueva célula, puede integrarse en el genoma del huésped y expresarse funcionalmente.
Existen dos formas principales de transducción: generalizada, en la cual cualquier fragmento del ADN bacteriano puede ser transferido de manera aleatoria debido a errores en el empaquetamiento viral, y especializada, donde solo genes adyacentes al sitio de integración del fago en el genoma son transferidos. Este mecanismo no solo contribuye a la diversidad genética bacteriana, sino que también facilita la diseminación de factores de virulencia y genes de resistencia antibiótica en poblaciones bacterianas naturales.
Transposones y elementos genéticos móviles
Más allá de estos mecanismos clásicos, los transposones desempeñan un papel central en la reorganización del material genético. Estas secuencias de ADN pueden “saltar” de un lugar a otro dentro del mismo genoma o entre plásmidos y cromosomas, promoviendo la combinación de genes adquiridos por transformación, conjugación o transducción. La movilidad de los transposones aumenta la probabilidad de que genes de resistencia, como aquellos que confieren tolerancia a vancomicina en Staphylococcus aureus, se integren en distintos contextos genómicos y se propaguen eficientemente dentro de la población bacteriana.
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.
Aprende administración paso a paso
ADMINISTRACION DESDE CERO
