Download Genética bacteriana 2017

GENETICA
BACTERIANA
Cátedra Microbiología
General
FACENA – UNNE
CROMOSOMA BACTERIANO
Molécula de ADN bicatenario circular
Contiene 1000 a 9000 kilobases (Kb)
Es una unidad de replicación. Tiene un
origen de replicación, genes que codifican
las proteínas necesarias para la
replicación
ELEMENTOS
GENETICOS EXTRACROMOSOMALES
plásmidos
episomas
PLASMIDOS
Moléculas de DNA de doble cadena circular
covalentemente cerradas
Llevan una pequeña parte de la información genética
que no es esencial para la vida e la bacteria
Tienen sus propios orígenes de replicación, se replican
en forma autónoma
Le confieren a las bacterias propiedades especiales
que pueden representar una ventaja con respecto a las
bacterias que no lo poseen. Ej. Resistencia a
antibióticos.
No son capaces de integrarse al cromosoma.
EPISOMAS
Un episoma es un plásmido capaz de existir
integrado o no integrado en el cromosoma
bacteriano.
Pueden replicarse en forma autónoma pero
también pueden integrarse al cromosoma
bacteriano y duplicarse junto con el resto de los
genes cromosómicos.
Un mismo elemento genético puede existir
como plásmido en una bacteria y como episoma
en otra.
Funciones mediadas por
plásmidos o episomas
Factores de virulencia: toxinas, adhesinas
Metabolismo de compuestos orgánicos
Producción de bacteriocinas
Resistencia a metales pesados
Resistencia a antibióticos
Resistencia transmisible a drogas
Factores de Resistencia
Lós plásmidos a menudo confieren resistencia a
los antibióticos a las bacterias que los contienen.
Los factores R o plásmidos R contienen genes
que codifican enzimas capaces de destruir o
modificar antibióticos.
Algunos plásmidos pueden contener varios genes
de resistencia.
Estos genes por lo general se encuentran en un
elemento transponible
ELEMEMTOS MOVILES o
TRANSPONIBLES
SECUENCIAS DE INSERCION (SI)
TRANSPOSONES (TN)
SECUENCIAS DE INSERCION
Las SI poseen entre 800 y 1400 pb, y son los
elementos transponibles más sencillos.
Contienen solo los genes que codifican las
enzimas necesarias para su transposición.
Presentan a ambos lados secuencias
terminales cortas inversamente repetidas IR
(palindrómicas) de 10 a 40 pb.
TRANSPOSONES
Los transposones son secuencias de inserción que
contienen genes extra. (Ej. Resistencia a antibióticos)
Los llamados transposones compuestos se componen de
una región central que contiene los genes extra,
flanqueados a ambos lados por elementos SI, de
secuencia idéntica o muy similar.
Transposición de transposones
Los transposones son
fragmentos discretos
de DNA que tienen la
propiedad de “saltar”
de una posición a otra
dentro del cromosoma
o del cromosoma a un
plásmido o viceversa.
Se trata de un proceso
de transposición
replicadora y
recombinación
ilegítima.
Los TRANSPOSONES son de gran
importancia en la diseminación de la
resistencia a antibióticos
Contienen genes de resistencia a antibióticos y
desempeñan un papel fundamental en la generación de
plásmidos R.
Los plásmidos de múltiple resistencia a fármacos a menudo
se originan por acumulación de transposones en un único
plásmido.
Dado que los transposones se desplazan entre los
plásmidos y los cromosomas primarios los genes de
resistencia pueden intercambiarse produciendo una mayor
diseminación de la resistencia a antibióticos.
Los elementos móviles tienen
efecto mutagénico
Al insertarse en un gen interrumpen la
continuidad del código genético
Algunos transposones contienen codones
STOP, y pueden bloquear la traducción.
Otros pueden contener promotores, por lo
que activan genes cercanos al punto de
inserción.
Diferencia entre plásmido y
transposón
Los transposones son INCAPACES de
reproducirse en forma autónoma y de
existir con independencia del cromosoma
GENOTIPO Y FENOTIPO
Genotipo es el conjunto de los caracteres
genéticos que la bacteria posee capaz de
transmitirse a la descendencia.
Fenotipo es el conjunto de caracteres
manifestados por interacción del genotipo
y el medio ambiente
Variaciones fenotípicas
Afectan a la mayoría de la población
Son reversibles
Las variaciones fenotípicas pueden ser:
Morfológicas
Cromógenas
Enzimáticas
Patogénicas
OPERON LACTOSA
Variaciones genotípicas
Mutaciones
Transferencia de material genético
MUTACIONES
Mutación es cualquier alteración
permanente en la secuencia de ADN
(cambio genotípico)
Son cambios hereditarios.
No necesariamente son irreversibles, ya
que existen mecanismos de reparación y
reversión.
Pueden ser espontáneas o inducidas por
agente mutágenos.
Mutaciones
Tipo
Agente causal
Consecuencias
Transición: pirimidina sustituida por
pirimidina o purina sustituida por
purina.
Análogos de bases, radiación UV,
agentes desaminantes,
alquilantes. Espontánea.
Transversión: purina sustituida por
pirimidina o viceversa.
Espontánea.
Si se forma un codón sin sentido,
péptido trunco.
Si se forma un codón de sentido
erróneo, proteína alterada.
Sustitución
Deleción
Macrodeleción: supresión de un segmento
grande de nucleótidos
HNO2, radiación, agentes
alquilantes.
Péptido trunco
Microdeleción o deleción puntual.
Supresión de 1 o dos nucleótidos
HNO2, radiación, agentes
alquilantes.
Corrimiento del marco de lectura,
que casi siempre da lugar a un
codón sin sentido y a un péptido
trunco.
Macroadición: inserción de un segmento
grande de nucleótidos
Transposones o secuencias de
inserción
Gen interrumpido que da lugar a un
producto trunco.
Microadición o adición puntual: Inserción
de 1 o 2 nucleótidos.
Acridina
Corrimiento del marco de lectura,
que casi siempre da lugar a un
codón sin sentido y a un péptido
trunco.
Inversión
Transposones o secuencias de
inserción
Diversos efectos posibles
Adición
Mutagénesis inducida
Agentes Físicos:
Luz UV
Radiaciones de alta energía
Agentes Químicos:
Agentes que modifican las purinas o pirimidinas de
manera de provocar errores en el apareamiento de
bases.
Ej. Ácido nitroso y agentes alquilantes.
Agentes que interactúan con el DNA y su estructura
secundaria, promoviendo errores en la replicación.
Ej. Colorantes de acridina.
Análogos de bases que son incorporados en el DNA y
provocan errores de incorporación o de duplicación.
Reversión de mutaciones
Un organismo mutante puede recuperar su
fenotipo salvaje por una segunda mutación
denominada retromutación.
Puede ser una segunda mutación en el mismo
sitio afectado por la mutación primitiva
(retromutación verdadera) o en un sitio distinto
dentro del mismo gen o en otro (mutación
supresora).
Producen un cambio compensatorio que
restaura la actividad del producto génico
alterado.
TRANSFERENCIA DE MATERIAL
GENETICO
Las bacterias intercambian material
genético por tres mecanismos
fundamentales:
TRANSFORMACION
CONJUGACION
TRANSDUCCION
Transformación
Captación de una molécula o fragmento de DNA
desnudo e incorporación al cromosoma del receptor en
una forma heredable.
La mayoría de las bacterias son incapaces de tomar
ADN exógeno e integrarlo en el cromosoma debido a la
presencia de enzimas que se denominan endonucleasas
de restricción.
La capacidad de captar DNA del entorno se llama
competencia.
La competencia depende de: factores de competencia,
que la bacteria se halle en fase logarítmica de
crecimiento, disminución de la actividad endonucleasa
dentro de la bacteria.
TRANSFORMACION
Transformación
El ADN se fija a la pared celular.
Una cadena es hidrolizada por acción de una
exonucleasa asociada a la envoltura y es
dividido en pequeños fragmentos por vía
enzimática.
La otra cadena atraviesa unos poros en la pared
celular y es transportado a través de la
membrana citoplasmática.
Una vez en el interior el DNA se integrará en el
cromosoma en lugar de un segmento homólogo
del ADN de la bacteria receptora.
CONJUGACION
La transferencia de genes es producida por el
contacto directo de las células dadora y
receptora mediado por el pili sexual.
El pili sexual está codificado por el factor de
fertilidad F, localizado en un episoma
El factor F puede existir en 3 estados:
Como episoma de replicación autónoma:
F+
Como parte integral del cromosoma: Hfr
Como episoma que contiene pequeños
fragmentos del cromosoma: F’
Hfr
F+
F-
F-
F’
Hfr
F’
F+
F-
F+
Hfr
F-
F’
F’
TRANSDUCCION
Fenómeno por el que se transfiere un
fragmento de ADN de una bacteria a otra
por medio de un fago (ADN bicatenario).
CICLO LITICO Y LISOGENICO DE UN FAGO
1.TRANSDUCCION GENERALIZADA
2.TRANSDUCCION
RESTRINGIDA
O ESPECIALIZADA
BIBLIOGRAFIA
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