O que é um genoma bacteriano?
Um genoma bacteriano é a coleta de toda a informação genética de uma bactéria. Essencialmente, ele determina a aparência e o funcionamento de uma bactéria, tanto externa quanto internamente. Essa informação genética é organizada em genes, que são codificados no ácido desoxirribonucleico (DNA) do organismo. Esses genes são ainda organizados em cromossomos. De fato, a palavra "genoma" é na verdade uma combinação das palavras "gene" e "cromossomo". Embora existam muitas variações diferentes de como os genomas são estruturados em diferentes organismos, todas as bactérias são haplóides, o que significa que possuem apenas um cromossomo. Assim, toda a informação genética contida em um genoma bacteriano está contida em um único cromossomo.
O cromossomo de uma bactéria é composto por pares de bases de nucleotídeos, os componentes estruturais básicos do DNA. Existem apenas quatro nucleotídeos no DNA - adenina, timina, guanina e citosina. Esses nucleotídeos sempre se ligam da mesma maneira - ligações de adenina com timina e ligações de guanina com citosina. Todos os quatro juntos formam o que é conhecido como "par de bases".
Os genomas bacterianos podem conter qualquer número de pares de bases. Alguns genomas bacterianos contêm menos de 200.000 pares de bases, enquanto outros contêm mais de 12 milhões de pares de bases. Consequentemente, o número de genes encontrados nas bactérias é altamente variável, com algo entre 575 e 5.500 genes relatados nas bactérias, dependendo da espécie. Como comparação, o genoma humano contém mais de 3 bilhões de pares de bases e aproximadamente 23.000 genes.
Curiosamente, a maioria dos genomas bacterianos são organizados em uma estrutura cromossômica circular. Os humanos, por outro lado, têm uma estrutura cromossômica linear. A estrutura circular de um genoma bacteriano, no entanto, permite que sua replicação de DNA inicie e pare no mesmo local - um recurso não observado nos genomas lineares de outros organismos.
Como organismos que se reproduzem assexuadamente, as bactérias são essencialmente clones com DNA idêntico ao genoma de seus pais. Alterações no genoma de uma bactéria, também conhecidas como evolução, podem ser trazidas por recombinação genética ou mutações. As mutações podem ocorrer através de erros cometidos na replicação do DNA ou pela exposição a mutagênicos que afetam a maneira como os nucleotídeos interagem entre si. As bactérias também podem trocar e recombinar informações genéticas entre si por meio de processos separados, conhecidos como transformação, transdução ou conjugação, dependendo de como ocorre a troca genética. Alterações no genoma de uma bactéria podem resultar na formação de uma nova espécie.
Sequenciamento de DNA é a determinação da ordem dos nucleotídeos no DNA de um organismo. Esta informação tem sido um componente chave na pesquisa biológica. O primeiro genoma bacteriano a ser totalmente sequenciado foi o de Haemophilus influenzae, que pode causar uma variedade de doenças oportunistas, como pneumonia, meningite e infecções respiratórias. Foi sequenciado com sucesso em 1995 pelo Institute for Genomic Research. Desde esse avanço, centenas de genomas bacterianos foram sequenciados e os cientistas continuam pesquisando e sequenciando os genomas de outras bactérias.