Sergio Abate, Vet., Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología Universidad Nacional de Rio Negro - Sede Atlántica
Por que razón los microorganismos han sido los principales modelos para el estudio de la genética?
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
Esquema que muestra de que manera el cromosoma bacteriano funciona como un único replicón, con un único sitio ORI
Promotor- Operador: Operon: Secuencias de ADN que no codifican para una característica en especial, sino que tienen como función regular las secuencias de ADN que serán transcriptas Grupos de genes cuya expresión se encuentra controlada por un único operador.
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
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
Los genes bactrianos cromosómicos: * Se encuentran en una única molécula de ADN (cromosoma), doble cadena, generalmente circular, con cierto grado de plegamiento Los genes bacterianos (extracromosómicos): *Plásmidos: transferibles a través de pili sexual mediante conjugación, acarrean información estructural y funcional. Se pueden replicar independientemente del cromosoma bacteriano (son replicones independientes del cromosoma bacteriano) *Transposones: Genes saltarines Los genes virales: *ADN ó ARN, simple o doble, única cadena o fraccionado * Aquellos virus con genes fraccionados tienen mayor posibilidad de recombinación y variación genética (el ejemplo emblemático es el virus Influenza) Los genes de los hongos: * Siguen el patrón de células eucariotas de seres superiores
Estructura del ADN: *Modelo de doble hélice *Cadenas complementaras y antiparalelas *Polímero de nucleótidos unidos por enlaces donde participa el fósforo
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
Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología Sede Atlántica - UNRN
Qué utilidad tendrá, tanto para animales superiores como para microorganismos, contar con mecanismos generadores de variaciones fenotípicas en una población? Para qué? Qué ejemplos actuales podemos citar?
A veces, las variaciones genéticas se traducen en cambios fenotípicos desfavorables.
Muchas veces, variaciones genéticas se traducen en mejoras competitivas en ambientes que ejercen fuerzas de selección. Un ejemplo lo constituyen variantes genéticas de bacterias de importancia clínica, gracias a las cuales pueden sobrevivir al efecto deletéreo de antibióticos y desinfectantes. Esta situación constituye un motivo de preocupación global Esquema que indica la selección de cepas resistentes a los antimicrobianos, mediante un ambiente con presión de selección (uso frecuente de antimicrobianos de uso médico, en animales de producción, o por contaminación ambiental)
Evolución de cepas bacterianas de importancia médica, con capacidad de resistencia a antimicrobianos
Si la expresión fenotípica depende del genotipo, y el ADN de bacterias y virus se copia de forma conservativa (carecen de reproducción sexual): Como hace entonces una bacteria o un virus para obtener variantes genéticas que permitan adaptarse a cambios ambientales? Si la reproducción es de tipo conservativa (no hay recombinación): se puede generar variación? Como?
Bases de la modificación fenotípica bacteriana: *Con modificación genética: Cromosómica: -Mutación (por inserción, deleción o cambio) Estos procesos pueden deberse a la acción imperfecta de la ADN polimerasa, a la acción de agentes mutágenos externos, o a fracciones genéticas móviles (transposones) Extra-cromosómica: -Conjugación -Transformación -Transducción *Sin modificacón genética: Regulación
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 Factor F: 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+
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
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
Transformación: Demostrada mediante el experimento de Griffith
En síntesis: a) la genética estudia la heredabilidad b) No siempre sobreviven los mas aptos