trasduzione

trasduzione In biologia molecolare e cellulare, t. del segnale: la capacità di una cellula di convertire uno stimolo esterno in una particolare risposta cellulare (➔ recettore).

In genetica, processo di trasferimento di sequenze geniche nei batteri a opera di particelle virali. Esistono due processi principali di t. del DNA: la t. generalizzata e la t. specializzata; la prima è effettuata dai fagi virulenti o litici, cioè quelli che determinano, subito dopo l’infezione, la lisi della cellula ospite, la seconda dai fagi temperati. La t. generalizzata si compie in 2 fasi e può coinvolgere qualsiasi gene della cellula ospite; nella prima fase, i fagi infettano il batterio e modificano il macchinario metabolico della cellula, inducendo la frammentazione del cromosoma batterico. Durante la sintesi delle nuove particelle virali, un singolo frammento di DNA batterico, compatibile in grandezza con il DNA fagico, viene casualmente impacchettato nelle teste della nuova generazione di fagi al posto del DNA virale. La quantità massima di DNA che può essere trasdotta non supera l’1% dell’intero cromosoma batterico. L’uscita dall’ospite batterico della nuova generazione di fagi avviene in seguito alla lisi della cellula. Nella seconda fase, il fago trasducente viene adsorbito sulla superficie di un secondo ospite batterico, nel quale inietta le sequenze geniche trasportate. Queste sequenze possono poi ricombinarsi con la regione omologa del cromosoma batterico ospite. Durante il processo, un segmento del DNA virale si scambia con un certo numero di sequenze geniche del cromosoma batterico. Se il DNA batterico trasportato dal fago non si integra nel cromosoma del batterio ospite, la t. è detta abortiva. In questa condizione il DNA introdotto nella cellula non può replicarsi e viene trasmesso unilateralmente, cioè soltanto a una delle cellule figlie. Nella t. specializzata sono invece trasferiti soltanto specifici geni batterici, localizzati in vicinanza del sito d’integrazione del DNA del virus. La t. specializzata è attuata da numerosi fagi temperati che integrano il loro DNA nel genoma dell’ospite (in tale condizione il virus è detto profago), senza necessariamente produrre la lisi dell’ospite batterico (ciclo lisogenico, in opposizione al ciclo litico dei fagi litici, ➔ lisogenia). Nella t. specializzata i geni batterici sono incorporati nel genoma del virus a causa di un distacco anomalo del profago dal cromosoma batterico, in seguito al quale il DNA del fago porta con sé alcuni geni batterici. Il DNA dei virus trasducenti presenta delezioni di lunghezza equivalente alla sequenza genica batterica trasdotta. Se le delezioni interessano geni virali non essenziali per la replicazione del virus, le particelle trasducenti sono dette infettive; più spes­so, invece, sono difettive, poiché mancano di geni essenziali e necessitano di un fago λ normale (helper) per completare il ciclo di replicazione virale. Un tipo particolare di t. specializzata è la conversione fagica (➔ batteriofago). La t. è stata sfruttata come tecnica molecolare per la localizzazione di geni batterici e per lo studio della regolazione genica. La possibilità di determinare la disposizione sequenziale dei geni nel cromosoma batterico e le distanze relative tra di essi (mappa genetica) si basa sull’abilità della particella virale trasducente di trasferire contemporaneamente due o più geni batterici (cotrasduzione). La probabilità di t. simultanea di più geni dipende da quanto i geni sono vicini l’uno all’altro. Dal punto di vista evolutivo, la t. ha un importante significato biologico: il genoma batterico potrebbe derivare in gran parte da sequenze di genomi virali o, viceversa, i fagi trasducenti potrebbero essere costituiti da sequenze geniche di origine batterica che hanno poi acquisito la capacità di replicarsi autonomamente.