Bacterias, genes y el cáncer gástrico

Bacterias, sus genes y el cáncer gástrico

La evolución bacteriana no es un proceso continuo, que puede producirse por transferencia horizontal, es decir, adquiriendo segmentos de ADN de origen desconocido. La transferencia horizontal ocurre entre organismos sin relación de parentesco directo. La transferencia horizontal en bacterias puede realizarse mediante tres procesos diferentes: trasformación, transducción y conjugación. La trasformación aprovecha la capacidad de muchas bacterias de atrapar material genético libre en el medio, procedente de otras bacterias que hayan sufrido algún tipo de lisis y hayan liberado fragmentos de su ADN. La transducción necesita un vector viral, en este caso un bacteriófago, que al ensamblarse en la célula infectada arrastre parte del material genético de la bacteria en su genoma. La conjugación normalmente ocurre a través de estructuras especiales en las bacterias llamadas pilus, que son pequeños túneles que conectan los citosoles de la bacteria donadora y receptora.

Los segmentos de ADN se integran al cromosoma bacteriano mediante recombinación homóloga (un tipo de recombinación genética en la que las secuencias de nucleótidos se intercambian entre dos moléculas similares o idénticas de ADN. Es la forma más comúnmente utilizada por las células para reparar roturas nocivas que se producen en ambas hebras de ADN, y que son conocidas como rupturas de doble hebra). Esta nueva porción del ADN integrado se conoce con el nombre de isla, cuyo ADN puede codificar para varias proteínas involucradas en sistemas de almacenamiento de hierro, enzimas metabólicas, sistemas de secreción, proteínas de superficie celular, factores de adherencia, toxinas etc.

Las denominadas islas de patogenicidad (PAIs) se caracterizan por que tienen un contenido de guanina-citocina (G-C) diferente al resto del genoma, tienen un codón constante que se adapta al cromosoma bacteriano, están rodeadas de repeticiones directas (DR), se asocian a genes de RNA de transferencia (tRNA), tienen genes que codifican para factores móviles como integrasas, trasposasas y elementos de secuencias de inserción (IS). Estas secuencias IS, son elementos genéticos móviles con menos de 2.500 pares de bases de longitud, con una organización simple, sin expresión fenotípica, que no tiene más funciones que las propias de la transposición y que puede insertarse en múltiples sitios del genoma.

Nuestro genoma también contiene unas 300.000 copias de elementos repetidos originados por transposones ADN, lo que supone un 3% del total del genoma. Estos elementos contienen el gen (habitualmente truncado) de la transposasa, flanqueado por repeticiones invertidas.

La importancia de las regiones DR, de genes de tRNA y de elementos IS es que actúan como sitios de deleción de las PAIs motivo por el cual estas son inestables; sin embargo, estas regiones también pueden actuar como sitios de unión de ADN. En H. pylori, una de las secuencias que actúa como lugar de unión es el gen glr que codifica para la glutamato racemasa ( Jôrg Harcker, James B. Kaper. Pathogenicity Islands and the Evolution of Microbes. Annual Review of Microbiology 2000; 54: 641-679).   

En general el genoma de la bacteria (H.Pylori) es de gran plasticidad y está localizado en un segmento del ADN de 40kb, conocido como PAI, una isla de patogenicidad, y dentro de ese segmento de ADN se encuentra el gen cagA que codifica para la proteína CagA y genes que codifican para el sistema de secreción tipo IV indispensable para exportar la proteína CagA hacia las células blanco. El gen cagA es importante ya que señala la presencia de PAI y permite clasificar la cepa del HPylori en CargA+ y / en CagA -; esto es ifundamental  ya que se sabe que las cepas CagA+ son más virulentas que las CagA negativas; y en general todas estas asociaciones tienen que ver con el cáncer gástrico.

Maracaibo, 1 de marzo, del 2017