GENÉTICA BA B C A TER E I R A I N A A

Transcripción

1 GENÉTICA BACTERIANA

2 Genética Bacteriana Pssst!! Oye chico quieres ser un Súperbicho? Pega unos de estos en tu genoma Ni la penicilina podrá dañarte Me enfermas!!!

3 Mutación y mutantes Mutación cambio hereditario en la secuencia de bases del material genético El efecto de la mutación (cambio genotípico) sobre el fenotipo puede ser observable o no

4 Nomenclatura Genotipo se designa convencionalmente con tres letras minúsculas seguidas de una letra mayúscula. Por ejemplo, el gen hisc de E.coli. Las mutaciones en el gen hisc se designan como hisc1, hisc2, y así sucesivamente. Fenotipo se designa por una letra mayúscula seguida de dos letras minúsculas, con un signo más o menos como superíndice para indicar la presencia o ausencia de tal carácter. Por ejemplo, una cepa His + indica que la bacteria es capaz de sintetizarsupropiahistidina,noasiunacepahis -

5 Aislamiento de mutantes Descripción Naturaleza del cambio Detección del mutante Inmóvil Pérdida de flagelos, flagelos no funcionales Colonias compactas en lugar de planas y extendidas No capsulado Pérdida o modificación dela cápsula Coloniaspequeñas y rugosas en lugar de lisas y brillantes Colonia rugosa Pérdida o cambiolipopolisacáridode la capa externa Colonias granulosase irregulares en lugar de lisas y brillantes Resistencia a Pérdida de receptor de virus Crecimiento en presencia de virus grandes cantidades de virus Auxótrofo Fermentación de azúcares Resistencia a antibióticos Pérdida de una enzima en una vía biosintética Pérdida de una enzima en una vía degradativa Alteración de la permeabilidad al compuesto, modificación de su diana, bombasde exporte. Incapacidad de crecer en medio carente del nutriente Pérdida de cambio de color en medio conteniendo el azúcar y un indicadorde ph Crecimiento en medio que contiene una concentración inhibitoria del antibiótico

6 Mutantes nutricionales Protótrofo Bacterias silvestres capaces de crecer en medios mínimos (iones, fuente de carbono y agua) sintetizando autónomamente todas las macromoléculas esenciales Auxótrofo Bacterias generalmente mutantes incapaces de fabricar alguna molécula esencial y, por tanto, incapaces de crecer en medio mínimo.

7 Vías de intercambio de genes entre bacterias

8 Descubrimiento de la conjugación Descubrimiento de la conjugación Joshua Lederberg Edward Tatum 1946 E. coli A met - bio - thr + leu + thi + B met + bio + thr leu thi -

9 Protótrofos consecuencia de intercambio genético y recombinación frecuencia 1/10 7

10 Bernard Davis Contacto físico esencial para la transferencia génica y recombinación Sembrar en medio mínimo No se recuperaron protótrofos

11 William Hayes 1953 E. coli F + / macho Factor de fertilidad (plásmido F) F - / hembra Interacción física fase inicial del proceso de conjugación mediada por el pilus sexual o F

12 Células F + poseen un factor de fertilidad y pueden donar material genético Cruza células F + Xcélulas F - Todas Células F + Por tanto, el factor F es un elemento móvil Células F - células que pueden recibir DNA y por recombinación lo integran en su genoma Plásmido F codifica alrededor de 100 genes, alrededor de 19 productos génicos están implicados en la transferencia de información génica incluyendo aquellos para la formación de los pilli

13 Plásmido F Conjugación La conjugación se inicia cuando la célula F + sintetiza el pilus y lo extiende hacia la célula F - Cromosoma bacteriano Una vez adherido el pilus a la superficie dela célula F - se retrae acercando a las dos células

14 Una cadena del plásmido F es cortada. Esa cadena se desplaza hacia la otra célula A medida que la cadena entra, se produce la síntesis complementaria del DNA en ambas cadenas Al término de la conjugación ambas bacterias tienen una copia íntegra del plásmido F, por tanto ambas son F + Exconjugantes

15 La frecuencia de transferencia del factor F es mayor que la frecuencia de recombinantes para marcadores genéticos el plásmido F no es el responsable de los fenotipos silvestres después de la conjugación

16 Células Hfr(high frecuency recombination) El plásmido F es capaz de integrarse al cromosoma bacteriano F + Episoma Elemento génico que puede replicarse independientemente del cromosoma bacteriano o integrarse y replicarse como parte del cromosoma Hfr

17 La célula Hfr mantiene su capacidad de conjugación por loquepuedeconjugarconuna célulaf - Comienza la transferencia de material génico de Hfr hacia F - pero no hay transferencia F - completa del genomanidelasecuenciadeplásmidof Se transfirió parte del DNA cromosomal, si hay homología ocurrirá recombinación. Sin embargo la célulaf - permanecesinelplásmidof.

18 Recombinación

19 Integración del plásmido F al cromosoma

20 Cartografía cromosómica Conjugación interrumpida

21 El mapa de tiempos permite conocer el orden de los genes en los cromosomas pero no la distancia entre ellos.

22 El estado F y los merocigotos Hfr F En células Hfr el plásmido puede escindirse del cromosoma( con baja frecuencia) y formar un plásmido circular nuevamente. Durante la escisión el plásmido puede acarrear genes cromosómicos Loas plásmidos F también son transferidos por conjugación creando merocigotos o diploides parciales

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26 Resumen conjugación

27 Transformación

28 Plásmidos Moléculas de DNA circulares extra cromosomales que se replican independientemente del cromosoma bacteriano. Presentes en bacterias y algunas células de eucariotes Tienen un origen de replicación reconocido por la maquinaria replicativa de la bacteria Bajo numero de copias 1-10 Alto número de copias copia= número de moléculas de plásmido por célula

29 Autoregulación del número de copias Genes que regulan reparto y control del número de ellos por célula Mediado por un represor RNA o proteína que impide que se repliquen exceso de copias del plásmido Plásmidos incompatibles Mecanismos capaces de excluir a un plásmido relacionado cuando la célula ya posee uno

30 Tipos de plásmidos Tipo Plásmidos conjugativos Plásmidos de resistencia (R) Antibióticos Resistencia a metales pesados(hg, Cd,Ni,Co,Pb) Producción de bacteriocinasy antibióticos Metabólicos Metabolismo de carbohidratos (lactosa, sacarosa) Degradación de hidrocarburos Plásmidos de virulencia o interacción hospedero Enterotoxinasy hemolisinas Neurotoxina Organismos tipo E. coli plásmido F Bacterias entéricas, Staphylococcus Pseudomonas Bacterias entéricas,clostridium, Streptomyces Bacterias entéricas Pseudomonas E.coli Clostridium tetani

31 Generalidades virus Tamaño: nm Material genético:rna o DNA de cadena doble o sencilla cubierto por envoltura proteica (cápside) puede tener lípidos

32 Generalidades virus Simetría: icosahédricos, helicoidal, complejos (cabeza y cola)

33 Parásitos intracelulares obligados Células animales Plantas Bacterias

34 Bacteriófagos

35 Bacteriófagos

36 Ciclo lítico del bacteriófago T4 1. Adsorción o fijación el fago se une a receptores de la superficie bacteriana 2. Inyeccióndel material genético viral 3. Replicación del genoma

37 Ciclo lítico del bacteriófago T4 4. Síntesis de envolturas proteicas 5. Empaquetamiento del DNA dentro de la envoltura proteica y ensamblaje 6. Lisis y liberación de partículas virales

38 Análisis de calvas o placas de lisis

39 Ciclo lítico de un fago

40 Ciclo lisogénicofagos temperados 1. Fago se adsorbe a la superficie de una célula e inyecta el DNA 2. El DNA del fago se circulariza 3. Transcripción de genes necesarios para la integración 4. Fago se integra en el cromosoma de la bacteria 5. La bacteria se reproduce normalmente transmitiendo el profagoa la descendencia 6. La bacteria (lisógeno)es inmune a la infección de otros fagos ProfagoEl genoma de un fago que se ha insertado en el cromosoma bacteriano Lisógeno bacteria que tiene el genoma de un fago insertado dentro de su cromosoma Fagos temperados Fago capaz de llevar a cabo ciclos líticos o lisogénicos

41 Ciclo lisogénico vs ciclo lítico

42 Circularizacióndel genoma λe integración

43 Transducción Mecanismo de transferencia de genes bacterianos mediado por fagos 1952 Joshua Lederberg Norton Zinder S. typhimurium

44 Transducción generalizada

45 Transducción especializada

46 Elementos transponibles Transposones y secuencias de inserción Elementos transponibles son segmentos de DNA que pueden moverse de una posición a otra en el mismo cromosoma o a diferentes cromosomas El movimiento de un elemento móvil puede producir mutaciones o rearreglos cromosómicos y afectar de esa manera la expresion de otros genes Descritos originalmente en maíz por Bárbara Mc Clinckton Se han encontrado en bacterias hasta humanos

47 La transposición es una recombinación no-homóloga, es decir la inserción de un EM ocurre en ADN que no tiene homología con el transposon. a. En procariotes la transposición puede ocurrir en el cromosoma del organismo, en un plásmido o en el cromosoma de un fago. b. En eucariotes la inserción puede ser en el mismo cromosoma o en uno diferente.

48 Secuencias de inserción Secuencias invertidas repetidas 10-30pb 10-30pb Descubiertos por primera vez en E. coli en el operón gal y son los transposones más simples Tamaño pb Frecuentes en bacterias, plásmidos y fagos.

49 Transposonessimples y compuestos

50 Mecanismos de transposición

51 Mecanismo de transposición Tn5 Transposasa. Enzima que corta al DNA blanco en sitios al azar y une los extremos del transposón Las secuencias invertidas y repetidas (IR) son el sitio de reconocimiento de la transposasa

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53 Transposones en eucariotes Transposones de DNA Retrotransposones

54 Transposones de eucariotes

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