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Universidad de Chile
Facultad de Odontología
Marzo de 2011
Genética Bacteriana
Prof. Carla Lozano M.
Qué es la Genética ?
  Disciplina científica que estudia la Herencia
Gregor Mendel
GENES
  Unidad básica, funcional del DNA
  Fragmento de DNA que codifica un producto
celular.
CROMOSOMAS
Estructuras de molécula de DNA
superenrollada
Genoma
Nucleoide Bacteriano
Lugar
donde
se
ubica
el
cromosoma bacteriano
Se observa como una región clara
dentro de la célula
GENOMA BACTERIANO
  Información genética completa de una célula
  Incluye cromosoma y plásmidos
Célula Bacteriana
Cromosoma Bacteriano
Características :
  Un cromosoma (no tiene envoltura nuclear)
  Molécula de DNA de doble hebra
  Circular
  Estado relajado o sobre-enrollado
Cromosoma Bacteriano
Características :
  Organizado en genes
  Mapeados en minutos
1800 kb
1727 genes
Bacteria : Gram negativa (0,5 - 2 µm)
Largo Genoma : 1,7 mm
Tamaño Genoma : 4,5x106 pb (4500 kb)
nº de Genes: 4200
Ocupa 1/3 del volumen celular
Tamaño Genomas otras Bacterias:
Mycoplasma genitalium : 580 kb. 479 genes
Bacillus subtilis : 4200 kb. 4.100 genes
Homo sapiens : 3,4x109 pb. 35.000 genes
■  El DNA bacteriano forma LOOPS (~100) dando forma a Dominios
Estructurales Independientes.
Papel del RNA
DNA
Genoma Condensado
Centro de anclaje de
RNA y proteínas
CROMOSOMA BACTERIANO
Largo del DNA : 80 veces más largo que el diámetro de la célula !!!!!
Empaquetamiento en forma muy condensada
Compuesto :
60% DNA
30% RNA
10% Proteínas
¿ Cómo se Replica el Cromosoma Bacteriano ?
● Origen de Replicación
● Dos horquillas de Replicación
(divergentes, bidireccionales)
Hay 2 Maquinarias de Replicación o
Replisomas
DIVISION CELULAR
Fisión Binaria
Citoesqueleto Bacteriano
FtsZ (Tubulina): formación de anillo
MreB (Actina): ancho celular
Complejo MinCDE
(septo en el punto medio)
Replicación y División celular
se pueden superponer
Elementos
Genéticos
Extracromosómicos
1.- PLÁSMIDOS
Moléculas circulares de DNA extracromosómico de origen bacteriano
Replicación autónoma
Pueden transferirse entre bacterias
Difieren en tamaño
Puede existir más de una copia por célula
Los
plásmidos
tienen
genes
de
resistencia a antibióticos y/o genes
involucrados
en
procesos
reproducción (Plásmido F)
de
Células F +
Plásmido F
Células F -
Células Hfr
Mapa Genético del Plásmido “F” de E. coli
Genes involucrados en la
transferencia conjugativa
Genes responsables de la replicación y
segregación de F en células en crecimiento
Transposón:
•  Insertan en
cromosoma
Plásmidos de Importancia Médica
De Resistencia
  Resistencia a antibióticos y/o
metales pesados
Productores de
  Pueden ser conjugativos y
factores de virulencia
replicarse en diferentes especies
Por Ejemplo :
Resistencia a tetraciclina y estreptomicina
Resistencia a Hg (Mercurio)
Síntesis de toxinas (bacteriocinas),
proteasas
2.- Elementos Genéticos Transponibles
  Secuencias de Inserción (IS)
  Transposones (simples y compuestos)
Son Fragmentos de DNA que se insertan o escinden de la molécula de DNA
Se encuentran en Cromosoma Bacteriano y/o en Plásmidos
Resistencia antibióticos y/o metales pesados (Tn compuesto)
Genes de Virulencia Bacteriana
En Cromosoma Bacteriano
En Plásmidos de Virulencia
Islotes de Patogenicidad
Son varios genes cuyos productos
son necesarios en diferentes fases
del proceso patogénico
Plásmido
En Bacteriófagos integrados :
lisogénicas
DNA del fago
En Bacteriófagos Móviles
de fase
Salmonella
Otro mecanismo de virulencia: Cambio
Inversión de un segmento de DNA: cambia la orientación de la transcripción
(regulación génica)
Genes H1 y H2 que codifican para la Flagelina. Estado no mótil y mótil de la bacteria.
Transferencia Genética y Recombinación
en Bacterias
Diversidad entre Cepas
Mecanismos de Transferencia Genética
1.- TRANSFORMACIÓN
Gram + y Gram –
Vía Membrana
20 genes
Unidireccional
•  Estado de
Competencia
2.- CONJUGACIÓN
Transferencia de DNA que requiere
Contacto Físico
Mayoría Gram –
Plásmido o Genoma completo
Unidireccional
Transferencia del Plásmido F
Integración del Plásmido F+:
Células Hfr (High frequency of recombination)
Célula F+
Hfr
F-
Célula Hfr
Hfr
Frecombinante
3.- Transducción
Gram + y Gram –
Transferencia de DNA vía un
Fago (virus)
20 genes
Unidireccional
Generalizada
Transduccion Especializada