Genética microbiana. Sergio Abate, Vet., Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología Universidad Nacional de Rio Negro - Sede Atlántica

Transcripción

1 Sergio Abate, Vet., Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología Universidad Nacional de Rio Negro - Sede Atlántica

2 Por que razón los microorganismos han sido los principales modelos para el estudio de la genética?

3 Genética: Estudia la transmisión de los caracteres (genes) y la regulación de la herencia Gen: Genotipo: Fenotipo: Unidad de herencia Es el capital genético de una célula Es el conjunto de características genéticas que se ponen de manifiesto. Genoma: Es la suma de genes que posee una célula Replicón: Es la secuencia de nucleótidos donde comienza la replicación + todo el ADN bajo su control Para un taxón determinado, el replicón es fijo y heredable. En bacterias, el cromosoma, los plásmidos y los fagos son replicones únicos Clon o cepa: Se asume como una población derivada de una única célula, y por ello dicha población posee idéntico genotipo

4 Promotor- Operador: Secuencias de ADN que no codifican para una característica en especial, sino que tienen como función regular las secuencias de ADN que serán transcriptas Operon: Grupos de genes cuya expresión se encuentra controlada por un único operador. Plásmido: ADN circular bicatenario, que constituyen replicones únicos. Suelen acarrear genes vinculados a funciones especializadas como FV (toxinas, adhesinas, etc.). Pueden ser uni o multicopia (50). Pueden ser conjugativos (factor F) o no conjugativos (colicinas); ademas se pueden transmitir por transducción o transformación Episomas: Transposon: Plásmidos capaces de integrar el cromosoma (Ej factor de fertilidad de E. coli) Elementos génicos movibles (tn). El tn mínimo codifica la secuencia IS: un solo gen para transposasa + 2 secuencias de reconocimiento (15 a 40 pb) en los extremos. Pueden acarrear información entre sus extremos

5 Los genes bactrianos * Única molécula de ADN (cromosoma), doble cadena, generalmente circular Los genes bacterianos (extracromosómicos): *Plásmidos: transferibles, acarrean información estructural y funcional, pueden ser autónomos (Operon y replicón) *Transposones: Genes saltarines Los genes virales: *ADN ó ARN, simple o doble, única cadena o fraccionado Los genes de los hongos: * Siguen el patrón de células eucariotas de seres superiores

6 Estructura del ADN: *Modelo de doble hélice *Cadenas complementaras y antiparalelas *Polímero de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiester

7 Estructura del ADN: Nucleótido: Base nitrogenada (púrica o pirimidínica) + fosfo 2 desoxirribosa en carbono nº 5 del HdC Bases puricas: Adenina y guanina / Bases pirimidínicas: Citosina y Timina

8 Origen del modelo de ADN:

9 Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología Sede Atlántica - UNRN

10 Será útil a los microorganismos y hasta necesario- poseer variantes ó alternativas fenotipicas entre los individuos de una población? Para qué? Qué ejemplos actuales podemos citar?

11 Consecuencias aparentemente negativas para diversos seres vivos

12 Consecuencias positivas para los microorganismos Adaptación a cambios atmosféricos (Ej evolución atmosférica del planeta, de anaerobia a aerobi actual-) Adaptación a cambios químicos del suelo Adaptación a hospedadores nuevos o a cambios en sus hospedadores (microorganismos patógenos o saprófitos de plantas y animales) Adaptación en competencia con otros microorganismos por el mismo nicho ecológico

13 Consecuencias positivas para los microorganismos

14 Si la expresión fenotípica depende del genotipo, y las bacterias y virus se reproducen de forma conservativa mediante copia fiel de sus cromosomas (en el caso de bacterias, por fisión binaria): Como hace una bacteria, o un virus, que no tienen reproducción sexual, para obtener esas alternativas o variaciones fenotípicas? Si la división bacteriana y multiplicación viral es principalmente de tipo conservativa: se puede generar variación?

15 Bases de la modificación fenotípica bacteriana: *Con modificación genética: Cromosomica: -Mutación (por inserción, deleción o cambio) (por inserción) Extracromosómica: -Conjugación -Transformación -Transducción *Sin modificacón genética: Regulación

16 Conjugación: 1) Apareamiento celular (Pili sexual) 2) Transferencia unidireccional de ADN 3) Recombinación entre el fragmento donador y el ADN de la célula receptora 4) Expresión de un nuevo carácter fenotípico La conjugación depende de la presencia del factor F, que no es mas que ADN bicatenario que posee información para: 1) todo el proceso de su propia transferencia 2) síntesis del pili sexual Puede estar como plásmido autonomo o integrando un cromosoma Se transmite a si mismo convirtiendo a la célula receptora (F-) en F+

17 Conjugación: 1) Pili sexual establece puente entre célula F+ y F- 2) Retracción de pili 3) Comienza la replicación del plásmido (factor F) Corte por una topoisomerasa Desplazamiento de la cadena hija a la célula F- Copia de la cadena complementaria en ambas células Circulización del ADN en ambas células

18 Transducción: No requiere contacto célula- célula La capacidad de transducción no es inhibida por ADN asas Dependen de receptores específicos en células receptoras para el virus La neutralización viral con Ac específicos impide la transducción Un profago, al pasar de ciclo lisogénico a ciclolítico, puede llevar fragmentos del cromosoma bacteriano sumados al propio genoma viral, incrementando así su carga genética como la de la proxima bacteria a la cual infecte y le incorpore su genoma

19 Transformación: Demostrada mediante el experimento de Griffith

20 En síntesis: a) la genética estudia la heredabilidad b) No siempre sobreviven los mas aptos