División celular en procariotas

Transcripción

1 División celular en procariotas

2 División celular en procariotas Los procariotas tienen una organización mucho más simple que la de los eucariotas. El cromosoma procariota es una sola molécula circular de ADN contenida en una región definida del citoplasma, denominada nucleoide, sin estar separado del mismo por una membrana. La duplicación de la célula va precedida por la replicación del cromosoma bacteriano. Este cromosoma es el elemento obligatorio del genoma, aunque es frecuente encontrar unidades de replicación autónomas llamadas plásmidos, que si se pierden, la bacteria sigue siendo viable. El método usual de duplicación de las células procariotas se denomina FISIÓN BINARIA.

3 División celular en procariotas Las bacterias crecen hasta un tamaño fijo y después se reproducen por fisión binaria, una forma de reproducción asexual. CRECIMIENTO = AUMENTO DE NÚMERO = CRECE POBLACIÓN En condiciones apropiadas, una bacteria Gram (+) puede dividirse cada 20 a 30 minutos y una Gram (-) cada minutos, y en alrededor de 16 horas su número puede ascender a unos millones. Bajo condiciones óptimas, algunas bacterias pueden crecer y dividirse extremadamente rápido, tanto como cada 9,8 minutos. [

4 División celular en procariotas Primero se replica y luego pega cada copia a una parte diferente de la membrana celular. Cuando las células que se originan comienzan a separarse, también se separa el cromosoma original del replicado. Luego de la separación, queda como resultado dos células de idéntica composición genética (excepto por la posibilidad de una mutación espontánea). Una consecuencia de este método asexual de reproducción es que todos los organismos de una colonia son genéticamente iguales. Todos los miembros de ese clon (colonia) SON IGUALES.

5 SEPARACIÓN ELONGACION FORMACION DE SEPTO

6 REPLICACIÓN DEL ADN La replicación del ADN, que ocurre una sola vez en cada generación celular, necesita de muchos "ladrillos", enzimas, y una gran cantidad de energía en forma de ATP (luego de la fase S del ciclo celular las células pasan a una fase G a fin de recuperar energía para la siguiente fase de la división celular). La replicación del ADN a una velocidad de 500 Nucleotidos/segundo. Los nucleótidos tienen que ser armados y estar disponibles en el núcleo conjuntamente con la energía para unirlos. La iniciación de la replicación se produce en un cierto grupo de nucleótidos, el origen de la replicación. Requiere entre otras de las enzimas HELICASAS para romper los puentes hidrógeno, TOPOISOMERASAS para aliviar la tensión y de las PROTEÍNAS DE UNIÓN A CADENA SIMPLE para mantener separadas las cadenas abiertas.

7 REPLICACIÓN DEL ADN Una vez que se abre la molécula, se forma una área conocida como "burbuja de replicación" en ella se encuentran las "horquillas de replicación". Por acción de la ADN polimerasa los nuevos nucleótidos entran en la horquilla y se enlazan con el nucleótido correspondiente de la cadena de origen (A con T, C con G). Los procariotas abren una sola burbuja de replicación, mientras que los eucariotas múltiples. El ADN se replica en toda su longitud por confluencia de las "burbujas".

8 Dado que las cadenas del ADN son antiparalelas, y que la replicación procede solo en la dirección 5' - 3' en ambas cadenas, numerosos experimentos mostraron que, una cadena formará una copia continua, mientras que en la otra se formarán una serie de fragmentos cortos conocidos como fragmentos de Okazaki. La cadena que se sintetiza de manera continua se conoce como cadena adelantada y, la que se sintetiza en fragmentos, cadena atrasada. Para que trabaje la ADN polimerasa es necesario la presencia, en el inicio de cada nuevo fragmento, pequeñas unidades de ARN conocidas como cebadores, a posteriori, cuando la polimerasa toca el extremo 5' de un cebador, se activan otras enzimas, que remueven los fragmentos de ARN, colocan nucleótidos de ADN en su lugar y, una ADN ligasa los une a la cadena en crecimiento.

9

10 OBJETIVOS DE APRENDIZAJE Explicar los mecanismos de la transferencia de genes en bacterias. Describir la naturaleza de los elementos genéticos transponibles y los plásmidos. Discutir la importancia de la transferencia genética, los elementos genéticos transponibles y los plásmidos 9/5/2016 Prof. Adj. Bqca. Myriam A. García 10

11 Replicación de un bacteriófago En un bacteriófago es posible ver dos tipos de ciclos: ciclo lítico y ciclo lisogénico: T4 Bacteriófagos Temperados: 9/5/2016 Prof. Adj. Bqca. Myriam A. García 11

12 FLUJO DE LA INFORMACION GENETICA ogia/tortora/animations/horizontal.html 9/5/2016 Prof. Adj. Bqca. Myriam A. García 12

13 Mecanismos que introducen variabilidad genética en procariotas Mutaciones Transferencia de información genéticas Transformación Transducción Conjugación Elementos móviles (Ej. transposones) 9/5/2016 Prof. Adj. Bqca. Myriam A. García 13

14 El genoma procariota evoluciona por : Mutación Rearreglos internos del ADN Adquisición de ADN de otras células por transferencia horizontal 9/5/2016 Prof. Adj. Bqca. Myriam A. García 14

15 MUTACION Cambio heredable en el genoma, espontáneo o inducido Del latín MUTARE cambio en secuencia de bases del ADN con consecuencias funcionales Ej. Enz Cambio espontaneo, heredable, irreversible. Efectos : Perjudicial o beneficioso Con consecuencias inmediatas (haploidia) Lleva a la evolución Mutante Mutación letal, neutra o benéfica.

16 Mutaciones Espontáneas o naturales En forma espontánea por factor externo MUTACION CLASIFICACIÓN SEGÚN FORMA DE PRESENTACIÓN x radiación cósmica puede alterar las estructuras de las bases. Durante la replicación del DNA como errores en el apareamiento de las bases. Mutaciones inducidas Intervención de agentes conocidos denominados mutágenos Utilizados por el hombre, en forma artificial.

17 Mutaciones Clasificación según cantidad de material genético afectado Puntuales sobre un único par de bases. - X Sustitución: - modificación química del ADN - inserción de una base anómala durante la replicación - transiciones (purina-purina o pirimidina-pirimidina) - transversiones (purina-pirimidina). A G Transiciones - X Inserciones - X Deleciones T C Transversiones

18 Sustitucion puntual Mutaciones: su efecto en el fenotipo Tienen que ocurrir en zonas codificantes o de regulación de la expresión - Silenciosa: codifica el mismo aminoácido - Sin sentido: codifica un codón de stop, proteína incompleta - Cambio de sentido: cambia el aminoácido afectando la función - CONSECUENCIAS: -supresora de función proteína no funcional -neutrales: no altera la función

19 Mutaciones de varios pares de bases Delecciones. Eliminación de región del DNA y si algunos de los genes perdidos son indispensables para la vida del individuo, se produce la muerte. Inserciones. Se agregan nuevas bases al DNA (una o varias bases se agregan e inactivan al gen en el cual ocurren). Translocación. Una gran sección del DNA cromosómico es movido a un nuevo lugar. Inversión. Cuando ocurre un cambio en la orientación de un segmento de DNA.

20 AGENTES MUTAGÉNICOS Aumenta la tasa de aparición de mutantes. Mutágenos químicos Análogos de las bases. Ej. 5-Bromouracilo es análogo de la Timina o la 2-aminopurina es análogo de la Adenina. Mutágenos químicos que reaccionan con el DNA. Ej. Ácido Nitroso puede transformar la adenina de tal manera que se aparee con la Citosina. Agentes alquilantes. Ej. la Mostaza Nitrogenada y Mitomicina reaccionan con bases del DNA alterándolas químicamente. Mutágenos Físicos Radiaciones no ionizantes radiaciones electromagnéticas emitidas por el sol y por lámparas soldaduras, etc UV provoca un dímero de bases pirimidinas. Radiaciones Ionizantes radiación mas potente, rayos de longitud de onda cortas como (rayos gama, X, cósmicos ) producen radicales libres que atacan rompiendo la cadena de DNA. Mutágenos Biológicos. Ej. bacteriófagos en el fenómeno de recombinación genética.

21 REARREGLOS INTERNOS DEL ADN Recombinación genética: es el intercambio físico de genes entre elementos genéticos. Consecuencia:???? 9/5/2016 Prof. Adj. Bqca. Myriam A. García 21

22 Recombinación Implica la ruptura física y posterior unión de hebras de ADN de forma tal que intercambian el contenido de ADN resultando en dos nuevas hebras Mecanismo importante para incorporación de ADN exógeno Sitio específica: se da en sitios específicos de las moléculas de ADN involucradas, no requiere de zonas de homología Homóloga: sólo ocurre en zonas con alta homología permite reparar cromosomas dañados durante la replicación (mantenimiento de información) 9/5/2016 Prof. Adj. Bqca. Myriam A. García 22

23 HELICASA ENDONUCLEASA PROTEINAS DE UNION A CADENA SENSILLA 9/5/2016 Prof. Adj. Bqca. Myriam A. García 23

24 9/5/2016 Prof. Adj. Bqca. Myriam A. García 24