Elemento integrativo y conjugativo

Los elementos integrativos y conjugativos ( ICE ) son elementos genéticos móviles presentes tanto en bacterias Gram positivas como Gram negativas . En una célula donante, los ICE se localizan principalmente en el cromosoma , pero tienen la capacidad de escindirse del genoma y transferirse a las células receptoras mediante conjugación bacteriana .

Debido a su asociación física con los cromosomas, la identificación de elementos integrativos y conjugativos ha resultado difícil, pero el análisis in silico de genomas bacterianos indica que estos elementos están muy extendidos entre muchos microorganismos. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Se han detectado ICE en Pseudomonadota (p. ej., Pseudomonas spp., Aeromonas spp., E. coli , Haemophilus spp.), Actinomycetota y Bacillota . Entre muchos otros determinantes de virulencia, los ICE pueden propagar genes de resistencia a antibióticos e iones metálicos a través de filos procariotas. ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} Además, los elementos ICE también pueden facilitar la movilización de otros módulos de ADN, como islas genómicas . ^{[ 3 ] [ 7 ]}

Aunque los ICE presentan diversos mecanismos que promueven su integración, transferencia y regulación, comparten muchas características comunes. Los ICE comprenden todos los elementos genéticos móviles con capacidad de autorreplicación, integración y conjugación, incluidos los transposones conjugativos, independientemente del mecanismo de conjugación e integración que utilicen. Se cree que algunas islas de patogenicidad genómica inmóviles también son ICE defectuosos que han perdido su capacidad de conjugación.

Los ICE combinan ciertas características de los siguientes elementos genéticos móviles: ^{[ 1 ]}

• Bacteriófagos que tienen la capacidad de insertarse en los cromosomas bacterianos y de ser escindidos de ellos.
• Transposones que, además de su actividad transponible inherente, pueden ser objeto de transferencia horizontal de genes mediante conjugación.
• Plásmidos conjugativos que se transfieren de la bacteria donante a la receptora mediante conjugación.

A diferencia de los plásmidos y los fagos, los elementos integrativos y conjugativos no pueden permanecer en forma extracromosómica en el citoplasma de las células bacterianas y solo se replican con el cromosoma en el que residen.

Los ICE poseen una estructura organizada en tres módulos genéticos responsables de su integración en el cromosoma, su escisión del genoma y su conjugación, así como genes reguladores. ^{[ 1 ] [ 3 ]} Todos los elementos integrativos y conjugativos codifican integrasas esenciales para controlar la escisión, transferencia e integración de un ICE. El ejemplo representativo de integrasas de ICE es la integrasa codificada por el fago lambda. La transferencia de un elemento ICE integrado de la bacteria donante a la receptora debe ir precedida de su escisión del cromosoma, proceso que es promovido conjuntamente por pequeñas proteínas de unión al ADN , denominadas factores de direccionalidad de la recombinación. La dinámica de los procesos de integración y escisión es específica para cada elemento integrativo y conjugativo. ^{[ 1 ]}