05 GENETICA BACTERIANA ppt [Modo de compatibilidad] (1)

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Genética Bacteriana
M.C. Julio Henoc Monjardín Heráldez,
Facultad de Medicina, UAS.
GENÉTICA BACTERIANA
¿QUÉ ES LA GENÉTICA?
CROMOSOMA
PROCARIÓTICO
CROMOSOMAS
EUCARIÓTICOS
Reino
Monera:Bacterias
Protista:Protozoarios
Fungi: Hongos y Levaduras
Escherichia coli
 1 cromosoma simple
 Circular
 ADN aprox. 4x106 pb
 ADN aprox. 1 mm longitud
(1000 veces más grande
que la célula entera)
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• Muchas secuencias de ADN bacteriano son móviles
y pueden ser transferidas entre individuos y entre
especies.
• Los plásmidos son moléculas que se replican
independientemente del cromosoma bacteriano y
frecuentemente transportan genes de resistencia a
los antibióticos
• Son utilizados en ingeniería genética como vectores
de transferencia de genes.
PLÁSMIDO
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PLÁSMIDO
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GENOTIPO Y FENOTIPO
GENOTIPO: Información contenida en los genes la cual codifica para
todas las características particulares de cada organismo.
FENOTIPO: Características externas de un organismo expresadas por
su genotipo.
Es el cambio en la secuencia de bases del ADN
de un organismo.
Es heredable.
MUTACIÓN
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CEPAS MUTANTES
Cepa bacteriana que experimenta un cambio
en su información genética.
Gen his A Proteína His A
Enzima de la vía
biosintética de
la histidinaGenotipo: Fenotipo:
3 letras
minúsculas
1 letra mayúscula
2 letras minúsculas
Subíndice + ó – para indicar ausencia o presencia
Ejemplo:
Cepa de E. coli His + : capaz de fabricar su propia histidina.
E. coli His - : no fabrica su propia histidina.
MUTANTE
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MUTACIONES
Genotipo:
Cambio en la secuencia de bases del ADN.
Fenotipo:
 Pérdida de color de una bacteria pigmentada.
 Resistencia a antimicrobianos.
 Cambios en la morfología colonial bacteriana.
 Otros.
Manifestaciones a nivel de:
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RECOMBINACIÓN GENÉTICA
Es el proceso en el cual la información genética entre dos
organismos es intercambiada para formar nuevas combinaciones.
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TRANSFERENCIA DE MATERIAL
GENÉTICO EN BACTERIAS
 Produce el fenómeno de recombinación.
 Contribuye a la diversidad genética.
 Puede proporcionar nuevas funciones y/o mecanismos.
 Requiere de una célula donadora y una receptora.
Mecanismos de Transferencia de
material genético en bacterias
1) Transformación
2) Conjugación
3) Transducción
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MECANISMO DE TRANSFORMACIÓN
 Es un proceso de alteración genética por ADN puro.
 Las células receptoras adquieren genes de ADN externo a la célula.
 El ADN es tomado (engullido) por la célula y frecuentemente se
recombina con los genes del cromosoma bacteriano.
 Este proceso mostró evidencia que el ADN es el material genético de los
organismos (experimento de Grifith).
 La transformación puede alterar el fenotipo de las células receptoras de
ADN.
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MECANISMO DE TRANSFORMACIÓN
Proceso en el cual se transfieren genes de una
bacteria a otra por medio de ADN desnudo en solución.
En Eucariotes:
Es el proceso por
el cual la
infección de un
virus altera a la
célula volviéndola
cancerosa.
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TRANSFORMACIÓN
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TRANSFORMACIÓN
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EXPERIMENTO DE GRIFFITH
TRANSFORMACIÓN
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CONJUGACIÓN
Es la transferencia de material genético de una bacteria a otra en la que
se involucra el contacto de ambas células a través de los pilis bacterianos.
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Factor F y Conjugación
 El factor F (fertilidad) es un plásmido conjugativo transferido de
célula a célula por conjugación.
 El factor F factor es un episoma = elemento genético que puede
ser insertado en el cromosoma o replicarse como plásmido
circular.
 El plásmido F es plásmido de bajo número de copias de alrededor
de 100 kb de longitud y esta presente en una a dos copias por
células.
 Se replica una vez por célula y se alberga tanto en célula madre
como hija en la división celular
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CONJUGACIÓN
• La conjugación es un proceso en el cual
el ADN es transferido de una bacteria
donadora F+ a una célula receptora F-
por contacto directo.
• La transferencia es mediada por una
estructura similar a un tubo llamado pili,
formado entre las células a través del
cual pasa el plásmido.
• Una vez en contacto, se realiza la
transferencia unidirecional del material
genético. El molde de hebra retardada
es transferido al receptor.
• El molde de hebra principal es replicado
en el donador mientras que la hebra
retardada es replicada en el receptor, de
esta forma ambas células se quedan
con una copia.
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MECANISMO DE CONJUGACIÓN
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Hfr
• El factor F puede integrarse en el
cromosoma vía intercambio genético
entre elementos de inserción IS
presente en F y copias homólogas
localizadas en el cromosoma
bacteriano
• Las células con el plásmidos F
integrado en el cromosoma bacteriano
son llamadas células Hfr
• Cuando un Hfr sufre conjugación, el
proceso de transferencia es iniciado de
la misma manera que en una célula F+
• Sin embargo, debido a que el factor F
es parte del cromosoma bacteriano, la
transferencia del un Hfr también
incluye ADN del cromosoma.
• Hfr = high frequency of recombination
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TRANSDUCCIÓN
Es el proceso de transferencia
de ADN de una bacteria a otra
por medio de un bacteriófago.
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TRANSDUCCIÓN
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ElementosTransponibles
 Los elementos transponibles son secuencias de ADN
que pueden “saltar” de una posición a otra del ADN de
una molécula a otra
 La Bacteria contiene una amplia variedad de elementos
transponibles (al igual que otros organismos estudiados)
 Son las secuencias de inserción más pequeñas y
simples, poseen una longitud de 1-3 kb y codifican para
una enzima transposasa requerida para la transposición
y una o más proteínas adicionales que regulan la
transposición
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• Otros elementos transponibles en bacterias contienen uno o mas genes no
relacionados a la transposición que pueden ser movilizados a lo largo; este
tipo de elementos son llamados transposones
• Los Transposones pueden ser insertados en plásmidos los cuales pueden
ser transferidos a células receptoras por conjugación.
Los elementos transponibles están flanqueados por secuencias invertidas
repetidas y frecuentemente contienen múltiple resistencia a antibióticos
Transposones
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STOP
TIPOS DE MUTACIONES
Sin intervención de agente mutagénico conocido.
Por radiación natural.
Durante la replicación (errores en apareamiento de bases).
1) Espontánea
2) Inducida: Ocasionada por agentes mutagénicos.
Puntuales: cambio de una base en el ADN.
Omisiones: eliminación de segmentos de ADN (1-100s de bases).
Inserciones: inserción de nuevas bases al ADN de un gen.
Otras.
Contrasentido: ocasiona la traducción de una proteína diferente,
completa, generalmente afuncional.
Sin sentido: origina una proteína incompleta, afuncional.
Silenciosa: produceuna proteína normal por la degeneración del
código genético.
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AGENTES MUTAGÉNICOS
QUÍMICOS:
1)Análogos de las bases: Similares a las bases púricas y pirimídicas.
5-bromouracilo:
similar a T, se aparea con G.
2-aminopurina:
similar a A, se aparea con C.
2)Ácido nitroso.
3)Benzopireno.
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AGENTES MUTAGÉNICOS
RADIACIONES:
1)Radiación ionizante
(Rayos X y Rayos Gamma).
2)Radiación no ionizante
(Rayos UV).
 Rayos de longitud de onda corta
 Alto poder de penetración
 Ocasionan producción de radicales
libres que reaccionan con las
macromoléculas inactivándolas.
 Componente de la luz solar.
 Bajo poder de penetración.
 Es absorbida por las bases nitrogenadas.
 Provoca la formación de dímeros de
piridiminas adyacentes (T y C)
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PRUEBA DE RÉPLICA EN PLACA
Prueba que
permite
detectar
mutantes
nutricionales
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PRUEBA DE AMES
Algunos agentes mutagénicos pueden ser también carcinogénicos.
Prueba que permite determinar si un agente es potencialmente
carcinogénico
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