6. Genética bacteriana

Transcripción

1 6. Genética bacteriana

2 Consideraciones generales Las bacterias no poseen núcleo; el ADN bacteriano se encuentra en un cromosoma de forma circular (con algunas excepciones) El cromosoma bacteriano tiene la estructura típica de una doble hélice y una longitud que puede llegar ser 1,000 veces la longitud de una bacteria tipo (E. coli). Además del cromosoma bacteriano puede existir material genético extracromosomal denominado plásmido.

3 Estructura del ADN

4 El código genético El código genético es la secuencia de nucleótidos (una base nitrogenada + desoxirribosa + un grupo fosfato) organizados en grupos de tres (codón) que contiene el mensaje para la síntesis de un amino ácido en particular La secuencia de codones es transferida del ADN al ARN mensajero para ser convertida en secuencia de amino ácidos (proteínas) en los ribosomas.

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6 Mutación La mutación se define como una modificación heredable en el código genético. Mutación espontánea: La que ocurre sin causa conocida. Mutación inducida: Es el resultado de la exposición a agentes físicos (ej. radiaciones) o químicos (ej. acridina) denominados mutágenos.

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10 Mutación de punto: Es el resultado de la sustitución de un nucleótido por otro. Puede no tener una expresión fenotípica, en cuyo caso se denomina mutación silenciosa.

11 Mutación por remoción: Implica la remoción de un nucleótido(s) del ADN Mutación por inserción: Implica la inserción de un nucleótido en el ADN.

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16 Transferencia Horizontal de ADN Transferencia vertical: Cuando ocurre de bacterias madres a bacterias hijas (división binaria) Transferencia horizontal: Cuando se da entre dos bacterias sin implicar el proceso de replicación. Existen tres mecanismos: 1. Transformación 2. Transducción 3. Conjugación La relevancia de estos fenómenos radica en la transferencia entre bacterias de genes que codifican factores de virulencia o resistencia a antibióticos

17 Decision chart for the classification of bacterial replicons. George C. dicenzo, and Turlough M. Finan Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2017;81:e

18 1. Transformación Consiste en la incorporación de ADN (cromosoma, plásmido) de una bacteria muerta a una viva. Las bacterias Gram negativas pueden incorporar ADN de cadena doble; las Gram positivas incorporan ADN de cadena sencilla y sintetizan la cadena complementaria.

19 Transformación (Griffiths, 1928) Streptococcus pneumoniae Relevancia histórica; ADN = Herencia

20 2.Transducción El material genético se transfiere mediante virus que infectan a bacterias y que se denominan bacteriófagos (fagos). En la mayoría de los casos el fenómeno ocurre entre bacterias de una misma especie; sin embargo, puede haber fagos que infectan bacterias de diferentes especies. El material genético transferido puede ser parte del genoma del fago; o el fago puede acarrear consigo ADN de la bacteria infectada.

21 Transducción Existen dos tipos de fagos: a) Fago lítico o virulento: Este lisa a la bacteria después de su replicación. b) Fago lisogénico: Puede seguir un ciclo lítico o lisogénico; en éste último caso integra su ácido nucleíco al cromosoma bacteriano (profago). La bacteria al dividirse replica al profago y lo transmite a las células hijas. Si la bacteria lisogénica se expone a condiciones adversas (deshidratación, luz UV, radiaciones ionizantes) el profago puede iniciar un nuevo ciclo lítico.

22 Figura 6.3. Adquisición horizontal de ADN por el mecanismo de transducción. Ciclo lítico: a) el bacteriófago infecta a la bacteria y le inyecta su ADN; b) el ADN del virus se incorporal cromosoma bacteriano; c) d) e) el virus se replica y destruye a la bacteria. Ciclo lisogénico: a) b) igual que en el caso anterior; 1) 2) 3) la bacteria se replica por fisión binaria y las células hijas heredan el ADN viral.

23 Ruptura de ciclo lisogénico por antibióticos

24 3. Conjugación Esta forma de transferencia de ADN se da por contacto directo entre dos bacterias, una donante y una receptora. La bacteria donante posee un plásmido denominado factor F que (entre otras propiedades) codifica para la llamada fimbria sexual o F que interviene en la transferencia de ADN. La bacteria receptora carece de factor F. El factor F al transferirse y autoreplicarse convirte a la bacteria F- en F+.

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26 E. coli virulence factors can be encoded by several mobile genetic elements, including transposons (Tn) (for example, heat stable enterotoxin (ST) of ETEC), plasmids (for example, heat-labile enterotoxin (LT) of ETEC and invasion factors of EIEC), bacteriophage (for example, Shiga toxin of EHEC) and pathogenicity islands (PAIs) for example, the locus of enterocyte effacement (LEE) of EPEC/EHEC and PAIs I and II of UPEC. Commensal E. coli can also undergo deletions resulting in 'black holes', point mutations or other DNA rearrangements that can contribute to virulence. These additions, deletions and other genetic changes can give rise to pathogenic E. coli forms capable of causing diarrhoea (EPEC, EHEC, EAEC DAEC), dysentery (EIEC), haemolytic uremic syndrome (EHEC), urinary tract infections (UPEC) and meningitis (MNEC). HUS, haemolytic uremic syndrome; UTI, urinary tract infection.

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28 Taxonomía Molecular Caracterización de Acidos Nucleicos Hibridización de ADN PCR Comparación del ARNr de 16S Fragmentos de Restricción

29 1. Hibridización de ADN

30 2. PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa) (el caso Bb-pertactina)

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32 El árbol de la vida (ARNr 16S)

33 3. Comparación del gen del ARNr 16S

34 4. Análisis de Fragmentos de Restricción ( huellas digitales )

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36 Biotecnología Ingeniería Genética

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38 Producción de insulina por ingeniería genética

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