A genética dos microrganismos é muito recente, tendo a sua primeira descrição datada do ano de 1941, com estudos realizados em fungos, e, posteriormente, em bactérias, vírus, algas e protozoários.
Pesquisas realizadas com estes seres microscópicos simbolizam um grande progresso no que tange ao desenvolvimento dos processos genéticos, pois esses são, em geral, organismos haploides, o que facilita a manifestação de características hereditárias. Ademais, por serem microscópicos e apresentarem um ciclo de vida rápido, quando comparados a outros organismos mais complexos, requerem menos espaço e tempo para os seus cultivos, gerando economia e agilidade na observação de tais características.
O aspecto mais comumente estudado na genética dos microrganismos é o melhoramento genético, através de seleção de linhagens, mutação e recombinação gênica. Estas técnicas são empregadas com o objetivo de responder a interesses econômicos e sociais, por meio do desenvolvimento de fármacos, alimentos e combustíveis.
Fungos
A diversidade genética do reino fungi é algo que impressiona. A estimativa é de que existam, em todo o mundo, cerca de 1.500.000 (um milhão e quinhentas mil) espécies de fungos, variando das microscópicas leveduras aos cogumelos gigantes.
O genoma dos genes essenciais de leveduras e fungos filamentosos vem sendo identificado por técnicas de biologia molecular. Estudos realizados até o momento mostraram ser essencial a regulação da expressão gênica, especialmente nos fungos potencialmente patogênicos, uma vez que, eles precisam estar preparados para responder ao estresse celular ao qual são submetidos constantemente, como em casos onde haja tratamento antimicótico.
A aplicação de técnicas de genética em fungos, como o uso de mutantes e seleção de linhagens adequadas, traz diversos benefícios para as indústrias farmacêutica e alimentícia, por exemplo. O caso mais notável é do Penicillium chrysogenum, um fungo filamentoso produtor da penicilina que, após melhoramento genético, pode ser amplamente utilizado no combate a infecções
causadas por bactérias.
Da mesma forma, os fungos têm contribuído enormemente para a resolução de problemas de cunho genético e isso se justifica ao fato desses organismos serem eucariotos, tornando a sua organização celular semelhante à de animais – incluindo o homem – e vegetais, e também de se reproduzirem rapidamente, o que facilita a observação de características hereditárias.
Um anúncio recente representa um avanço significativo para a genética: a criação de cromossomos sintéticos de leveduras. Este acontecimento simboliza mais um passo rumo à construção da vida em laboratório. Uma das áreas mais beneficiadas com esta pesquisa é a genética humana, já que, tais fungos, compartilham cerca de 26% de seus cromossomos com os homens e,
portanto, esse estudo pode ajudar a compreender um pouco mais sobre o genoma dos seres humanos.
Em vista disso, a extinção ou, pelo menos, a perda de uma grande variedade de espécies de fungos certamente ocasionará em um prejuízo enorme para o desenvolvimento de novos processos genéticos e, paralelamente, a descoberta de novas espécies poderá levar a tantas outras descobertas científicas.
Bactérias
Genética de Microrganismos
As bactérias, são seres procariontes pertencente ao reino monera, foram descobertas por Van leewvenhok. Desde então, após várias pesquisas, notou-se a importância das bactérias em diversas campos,como exemplo, para fixação de Nitrogênio, na fermentação para produção de alimentos como iorgutes e queixos, em indústrias farmacêuticas, com a criação de antibióticos e vitaminas. No entanto estas possuem também um cunho patológico, são responsáveis por várias doenças como: tuberculose, hanseniase, sífiles entre outras.
Até meados da década de 20, muitas pessoas morriam por infecões bacterianas, foi quando Alexander Fleming em 1928 criou o primeiro antibiótico, a penicilina.
A partir daí acreditou-se na cura para enfermidades causadas por este microorganismo.Contudo, com as altas taxas de mutações das bactérias e com o consumo de antióbicos indiscriminado, estas se tornaram cada vez mais resistentes à antibióticos. Dando origem as superbactérias. Para entender melhor sobre o surgimento de superbactérias, é importante salientar como funciona a genética em bactérias. A Célula bateriana é a menor entidade viva auto-sustentável ordenada por genes. Diferente de seres eucariontes as bactérias não possuem um envoltório nuclear, desta forma o material genética fica dispersos no citoplasma. O cromossomo bacteriano é enrolado e compactado, Seus genes podem ser tranferidos por associação a plamídeos, transposons e bacteriófagos.
Outro fator importante é que as bactérias não se reproduzem de forma sexuada. A variabilidae genética é garantida através de mutação ou recombinação, tendo em vista que possuem um curto período de vida, elas conseguem se adaptar melhor às mudanças do ambiente. Assim, quando os antibióticos são introduzidos no meio as bactérias mais bem adaptadas conseguem resistir a estes fármacos, dando a origem a uma geração de superbactérias.
Um fator que propicia o surgimento de superbactérias é o uso indiscrimado de antibióticos,tanto em pessoas como em plantações e animais, de modo que o número de bactérias com mutações resistentes a antibióticos é maior que a produção dos remédios.A preocupação dos cientistas está neste ponto, com o crescente aparecimento de superbactérias em regimes hospitalares, e alta taxa de infecções em pacientes, há o questionamento de que chegará o momento o qual não haverá um fármaco que consiga resistir a mais forte bactéria.
Dessa forma, o estudo destes microorganismos é de grande relevância para a genética, com as rápidas mutações e seleção natural dos organismos. Estão em todos os lugares, dentro do corpo humano, auxiliando na regulação do intestino ou causando patologias que podem levar a morte. Contudo são seres complexos que contribuem para o conhecimento e crescimento da genética no mundo todo.
Desde que foram descobertos no século XIX os vírus tem sido intensamente estudados. Tal descoberta se deu de forma tardia devido ao seu tamanho diminuto. De estrutura simples formada basicamente por envelope (membrana lipídica externa), capsídeo (envoltório protéico interno ao envelope) e ácido nucleico, os virus são classificados como parasitas intracelulares obrigatórios, o que significa dizer que eles necessitam de células replicantes para se reproduzir e propagar, já que não apresentam a maquinaria celular adequada para produção de novas partículas virais.
Cada virus pode ainda apresentar particularidades únicas em sua morfologia, bem como na composição das estruturas supracitadas, tais modificações se ligam diretamente com o poder infectante do vírion. Diferentemente das células humanas que possuem DNA e RNA, os virus possuem apenas DNA ou RNA como material genético e que ainda pode variar em sua estrutura (fita simples ou dupla) e sentido (positivo ou negativo). O material genético viral é marcado por intenso poder de mutação, o que acarreta problemas pro hospedeiro humano não só pela dificuldade de instituir tratamento efetivo como pela inexistência de tratamento em alguns casos ou mesmo pela existência de poucos medicamentos antivirais no mercado. A prevenção por vacinação é também inexiste em alguns casos (Hepatite C), enquanto em outros deve ser atendida rigorosamente ano a ano (Gripe) por grupos de risco, principalmente.
Mesmo sendo o motivo de uma gama variada de doenças, os virus também podem ser utilizados em terapia gênica, baseada principalmente em virus não patogênicos, mas também pela atenuação do poder patogênico de outros virus, através de tratamento prévio. A escolha destes virus como agentes de tratamento se dá por conseguirem introduzir seu próprio material genético sadio com sucesso nas células hospedeiras, desta forma, através de técnicas avançadas, pode-se introduzir um gene de escolha no genoma de um virus e que posteriormente será levado diretamente para as células hospedeiras para a correção de um problema genético, como por exemplo de Imunodeficiência Combinada Grave (IDCG), ou ainda para a fabricação de vacinas recombinantes.