Tema 3 Mutación en microbios

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Germán Castillo Rojo
hace 6 años
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1 Tema 3 Mutación en microbios

2 No hay Genética sin mutantes La mutación es el origen de toda variación heredable

3 Mutación Alteración heredable del genotipo Genotipo Constitución genética de una estirpe Fenotipo Carácter o conjunto de caracteres experimentalmente detectable Mutante Estirpe con un genotipo diferente del silvestre Alelo Cada una de las formas alternativas del mismo gen

4 Nomenclatura Bacterias: Fenotipo RecA - Proteína RecA Gen reca Mutante reca Levaduras: Fenotipo Spt - Proteína Spt6 Gen SPT6 Mutante spt6

5 Auxotrofía Pérdida de la capacidad para crecer en medio mínimo, debido a una mutación que impide la biosíntesis de un compuesto esencial Fosforribosilpirofosfato + ATP Histidina MM MM + His Auxótrofo His -

6 Mutaciones condicionales: Se manifiestan en determinadas condiciones ( restrictivas ) pero no en otras ( permisivas ) Mutación termosensible Temperatura permisiva: 30 o Temperatura restrictiva: 42 o

7 RNA polimerasa II

8 Mutación críosensible Temperatura permisiva: 37 o Temperatura restrictiva: 20 o Mutación letal condicional (ej. termosensible)

9 Lamarckismo: las mutaciones son consecuencia de la selección Darwinismo:la mutación y la selección son procesos independientes (Jacques Monod: las mutaciones se producen con ignorancia de sus efectos )

11 Cultivo de E. coli Suspensión de fago T Mezclar alícuotas y sembrar

12 Hipótesis lamarckista Cada bacteria individual tiene una probabilidad pequeña, pero finita, de mutar como respuesta a la presencia del fago La mutación se produce como consecuencia de la selección Hipótesis darwinista Las mutaciones se producen al azar, y la presencia del fago se limita a ponerlas de manifiesto La mutación y la selección son sucesos independientes

13 Nature of mutation Luria-Delbrück fluctuation experiment Add phage Little variation from tube to tube Add phage Great variation from tube to tube

14 Cultivos independientes Cultivo en masa

15 Bacterial Mutation is Independent of Selection Luria and Delbrück found that the variance of the number of mutants from small cultures was larger than the variance from large cultures. This is consistent with the first model, in which mutants arise in the absence of selection. Selection is still very important, but only after the mutation has arisen, nor in favor the mutant that will arise. Small Large Culture # T1-r Sample # T1-r Mean Variance Var/Mean Mean 11.4 Variance 694 Var/Mean 60.8

16 Nature of mutation Lederbergs replica plating experiment Acquired hereditary immunity Random mutation

17 En cultivo, E. coli y otras especies bacterianas tienen frecuencias de mutación alrededor de colonia = células Cultivo saturado en medio rico = 2-3 x 10 9 células/ml

18 Silvestre Lac + Mutación Mutante Lac - Reversión Silvestre (revertiente) Lac + Reversión Lac - Lac + Retromutación Supresión

19 Deleción Fenotipo Nulo Efecto sobre proteína Pérdida de aminoácidos Posibilidad de desfase Reversión Nunca por retromutación Supresión por rodeo

21 Deleción AUG UGG GGA CCC AAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro Deleción con desfase AUG UGG GGA CCC AAG GGUA GCC Met Trp Gly Pro Lys Val Ala

22 Inserción Fenotipo Nulo Efecto sobre proteína Adición de aminoácidos (infrecuente) Destrucción del gen (frecuente) Reversión Retromutación Supresión por rodeo

24 Desfase Fenotipo Nulo Efecto sobre proteína Cambio en la pauta de lectura Terminación prematura (frecuente) Reversión Retromutación Supresión intragénica

25 Desfase -1 AUG UGG GGA CCC AAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro AUG UGG GAC CCA AGG GUA GCC CC.. Met Trp Gly Pro Arg Val Ala... C Desfase +1 AUG UGG GGA CCC AAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro AUG UGG CGG ACC CAA GGG UAG CCC Met Trp Arg Thr Gln Gly Stop

26 Supresión intragénica de un desfase +1 C AUG UGG GGA CCC AAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro AUG UGG CGG ACC CAA GGG UAG CCC Met Trp Arg Thr Gln Gly Stop AUG UGG CGG ACC CAA GGG UAG CCC Met Trp Arg Thr Gln Gly Stop AUG UGG CGG ACC CAA GGG AGC CCU Met Trp Arg Thr Gln Gly Ser Pro

27 Sustitución de un par de nucleótidos Clases de sustituciones Transición A C G T Transversión A G C, T C, T C A, G T A, G Efectos de las sustituciones Ninguno (mutación silenciosa) Cambio de un aminoácido Terminación prematura

28 Sustitución de un par de nucleótidos Caso 1: Mutación silenciosa AUG UGG GGA CCC AAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro AUG UGG GGG CCC AAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro AUG UGG GGA CCC AAA GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro AUG UGG GGA CCC AAG GGU AGU CCU Met Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro

29 Ej. leucina 1 pareja 1 cuarteto UUPu CUX UUA UUG CUU CUC CUG CUA Ej. valina 1 cuarteto GUU GUC GUA GUG GUX

30 Leu 6 Ser 6 Arg 6 Val 4 Pro 4 Thr 4 Ala 4 Gly 4 Tyr 2 His 2 Asn 2 Gln 2 Cys 2 Glu 2 Asp 2 Tyr 2 Asn 2 Ile 3 Met 1 Trp 1

31 Cambio de un aminoácido Fenotipo Silencioso, rezumante o nulo Efecto sobre proteína Sustitución de un aminoácido Reversión Retromutación Supresión intragénica Supresión intergénica

33 GUU Val AUU Ile CUU Leu UUU Phe GUU Val GCU Ala GGU Gly GAU Asp

34 Supresión intragénica de una mutación de cambio de sentido missense AUG UGG GGA CCC AAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro AUG UGG GGA CUC AAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Leu Lys Gly Ser Pro AUG UGG GGA CUC AAG GGU AGA CCU Met Trp Gly Leu Lys Gly Arg Pro Compensa el efecto de la primera mutación sobre la estructura de la proteína

35 Supresión extragénica de una mutación de cambio de sentido ( missense ) Gen 1 Gen 2 Gen 1 Gen 2

36 Supresión extragénica de una mutación de cambio de sentido ( missense ) Gen 1 Gen 2 Gen 1 Gen 2

37 Terminación prematura ( nonsense ) Fenotipo Nulo Efecto sobre proteína Finalización prematura de la traducción (proteína truncada) Reversión Retromutación Supresión extragénica por trnas mutados

38 UGG Trp CAG Gln GAG Glu UUG Leu UAG ámbar AAG Lys UCG Ser UAU UAC Tyr

39 AUG UGG GGA CCC AAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro AUG UGG GGA CCC UAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Stop

40 AUG UGG GGA CCC AAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro AUG UGG GGA CCC UAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Stop AUG UGG GGA CCC UAC GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Tyr Gly Ser Pro

41 Gln Gln GUC GUC trna Gln CAG RNAm

42 Mutación en un gen de trna Gln Gln trna Gln con un anticodón alterado (GUC AUC) AUC

43 trna Gln con un anticodón alterado (GUC AUC) AUG UGG GGA CCC UAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Stop AUG UGG GGA CCC UAG GGU AGC CCU Met Trp Gly Pro Gln Gly Ser Pro

44 RNAm Terminación prematura UAG Terminación natural UAG El trna supresor compite favorablemente con los factores de liberación El trna supresor compite desfavorablemente con los factores de liberación

45 Otras interacciones genéticas además de la supresión): Letalidad sintética (fenotipo sintético) X muta mutb muta mutb Viable Viable No viable (o crecimiento lento)

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