Download Objetivos del tema - Genética y Biología Molecular

Objetivos del tema
El alumno...
Conoci- Compren- Aplicamiento
sión
ción
IV. GENÉTICA
BACTERIANA
Comprenderá los mecanismos de la genética de virus,
bacterias y elementos genéticos móviles. Revisará los
mecanismos por los que se producen las mutaciones en
las bacterias y sus virus, conocerá su utilidad para el
mapeo génico en procariontes a partir de los
mecanismos de transferencia horizontal de material
genético y comprenderá la importancia de los elementos
genéticos móviles en la evolución de los genomas.
1. Tipos de
mutaciones en
bacterias
1.1. Conocerá la nomenclatura para referirse a los fenotipos y
genotipos de bacterias mutantes.
X
1.2. Entenderá los métodos para la generación y selección de
bacterias mutantes.
2.1. Describirá la composición química de los virus.
X
2. Bacteriófagos y
virus eucariontes
3. Plásmidos
4. Mecanismos de
transferencia
horizontal del material
genético
5. Elementos
genéticos móviles
X
2.2. Analizará los ciclos lítico y lisogénico de los bacteriófagos.
2.3. Conocerá las características y ciclos de infección de algunos
virus de eucariontes mediante los ejemplos del virus VIH y el de
influenza.
3.1. Definirá la estructura, propiedades y funciones del plásmido F
bacteriano.
4.1. Conocerá los procesos de transformación, transducción y
conjugación.
4.2. Comparará los mecanismos de transferencia de información
genética en bacterias.
4.3. Aplicará los procesos de transferencia horizontal de material
genético en la elaboración de mapas genéticos de virus y bacterias
basados en la recombinación sitio específico.
5.1. Conocerá la estructura y función de las secuencias de
inserción y transposones.
5.2. Discutirá la función de los elementos genéticos móviles en la
producción de cambios en los genomas.
X
X
X
X
X
X
X
X
GENÉTICA BACTERIANA
¿Qué es un mutante?
Un organismo que desciende directamente de un miembro
normal (silvestre) pero que es diferente
¿Qué es una mutación?
Un cambio heredable en la secuencia de nucleótidos
en el DNA
 Una mutación no necesariamente es deletérea
 En algunos casos puede ser ventajosa
 En otros casos puede no producir ningún cambio observable
Un cambio que sea letal no puede
ser considerado una mutación pues
ésta debe ser heredable
Para la genética y la biología molecular, las mutantes
son útiles para estudiar cómo se regulan los genes, qué
codifican o cuál es la función de su producto génico.
Las mutaciones son preadaptativas, es
decir no se generan en respuesta a la
presencia del agente selectivo….
…se generan
espontáneamente
y el agente
selectivo solo las
selecciona.
Lederberg y Lederberg, 1952
Tipos de mutaciones
• Cambios en una sola base
– Transición: cambia pur x pur o pyr x pyr
– Transversión: cambia pur x pyr
• Frameshift mutations (cambia la fase de
lectura del mensaje)
– Deleción de una sola base
– Inserción de una sola base
• Una secuencia de pares de bases
– Deleción
– Inserción
• Una larga región de DNA
– Duplicación
– Inversión
Frameshift
(cambio del marco de lectura)
Al insertarse
o perderse un
nucleótido
ocurre un
cambio en el
marco de
lectura del
mensaje.
¿Cómo se genera una mutante?
De manera natural, por errores en la replicación
Por exposición a agentes mutagénicos como:
•Agentes físicos: luz UV, rayos X, rayos gamma
•Agentes químicos: anaranjado de acridina, otros...
¿Y en el lab....?
Existen métodos que permiten generar mutaciones que
luego se pueden mapear para saber cuál gen fue el que
se alteró. Uno de estos métodos es la mutagénesis por
transposición.
Tipos de mutantes bacterianas
PROTOTROFÍA/AUXOTROFÍA
Las cepas silvestres son protótrofas (crecen en medio mínimo).
Las cepas auxótrofas son mutantes incapaces de sintetizar algún
metabolito esencial, por lo que éste debe ser añadido al medio
(bio-, arg-, met-, ad-)
UTILIZACIÓN DE DIVERSAS FUENTES DE ENERGÍA
Capacidad de las bacterias para utilizar determinados sustratos
como fuentes de energía, generalmente carbohidratos: galactosa
(gal-/gal+); lactosa (lac-/lac+)
RESISTENCIA/SUSCEPTIBILIDAD A ANTIBIÓTICOS
Capacidad de crecer en presencia de inhibidores, como
antibióticos (estreptomicina, ampicilina, kanamicina, etc.
strR/strS; ampR/ampS
Otras características como morfología de las colonias y pruebas
bioquímicas también se emplean.
Medio mínimo: medio sintético básico para el crecimiento bacteriano
sin nutrientes adicionales
Cultivos de bacterias
Suspensión
celular
bacteriana
Suspensión plaqueada en
caja con agar
Incubación
1 – 2 días
Caja Petri
con agar
Células
individuales
invisibles a
simple vista
Colonias visibles procedentes
de una célula individual
(mismo genotipo y fenotipo)
Aislamiento de mutantes
Una de las bacterias más estudiadas
Escherichia coli
Descubridor: Theodore Escherich
¿Qué ventajas presenta para uso
de laboratorio?
Vías de intercambio de genes entre bacterias
Transferencia horizontal
Transferencia
parcial del genoma
por consumo de
DNA
Transformación
Conjugación
Plásmidos
Conjugación
Genoma
Transferencia de
plásmidos durante la
conjugación
Transferencia parcial del
genoma durante la
conjugación
Transducción
Transferencia como parte del genoma viral
En la transformación, DNA exógeno es introducido a la célula e
incorporado al DNA cromosomal por recombinación.
Una de las dos cadenas es hidrolizada y el DNA de cadena sencilla que
queda es protegido por proteínas de unión a DNA de cadena sencilla
(SSBP) y está disponible para recombinarse con el DNA cromosomal.
No todas las bacterias se transforman de manera natural
La transformación puede ser
inducida en el laboratorio por
métodos químicos
E. coli no se transforma de manera
normal debe hacerse “competente”
Se emplean plásmidos
como vectores para
introducir los genes
deseados
Plásmidos
Moléculas de DNA circulares extracromosomales que tienen su
propio origen de replicación y se encuentran en la mayoría de las
bacterias y en algunas células de eucariontes.
Características de los plásmidos
Usan la misma maquinaria de replicación del DNA cromosomal
y contienen un origen de replicación.
Se clasifican en:
•
de bajo número de copias (1-10 copias por célula)
•
de alto número de copias (10-100 copias por célula)
Los plásmidos autoregulan su número de copias a través de un
represor (proteína o RNA) que impide que se repliquen muchas
copias del plásmido.
Estos represores también pueden actuar sobre otros plásmidos
relacionados, excluyéndolos así de la célula.
Los plásmidos codifican diversas funciones que le
permiten, a la bacteria que los contiene, sobrevivir
en distintos habitats
 Funciones de resistencia
•
Antibióticos (aminoglicósidos, cloramfenicol, -lactamas)
•
Metales pesados (Hg, Ni, Co, Pb, Cd, Bi)
•
Aniones tóxicos (arsenato, arsenito, boratos, cromatos)
 Funciones metabólicas
•
Producción de bacteriocinas
•
Metabolismo de carbohidratos
•
Metabolismo de compuestos carbonados
 Factores que intervienen en la interacción con el hospedero
•
•
Enterotoxina y hemolisinas (Escherichia coli)
- endotoxina (Bacillus thuringiensis)
•
Neurotoxina (Clostridium tetani)
•
Infección y nodulación de leguminosas (Bradirhizobium sp.)
Descubrimiento de la conjugación
Lederberg y Tatum, 1947
Se requiere contacto físico entre las
bacterias para que ocurra este intercambio
Medio mínimo
Experimento de Lederberg y Tatum
Conjugación en Escherichia coli
F+ (Factor de fertilidad)
FPili
F+
Plásmido F
*Plásmido F codifica alrededor de 100 genes
William Hayes, 1953
CONJUGACIÓN
Participan dos tipos de células:
• donadoras/machos que tienen el plásmido F
(plásmido sexual/ factor de Fertilidad) (F+)
• receptoras/hembras que no lo tienen el
plásmido F (F-)
El plásmido F contiene
unos 100 genes, algunos
de ellos codifican
proteínas involucradas
en la replicación del
DNA. Otros genes
codifican proteínas
tubulares que forman el
pilus.
Conjugación es el proceso de apareamiento de bacterias mediante
el cual se transfiere información genética. Involucra el contacto
físico entre bacterias (F+ y F-)
Conjugación. Apareamiento entre bacterias (F+ y F-)
La célula F+ inicia la conjugación al
sintetizar y extender el pilus que se
adhiere a la superficie de la célula FEl pilus se retrae y acerca a las dos
células.
Una de las cadenas del DNA F es
cortada y se separa de la otra cadena.
Se transfiere esa cadena a la otra
célula, mientras que se comienza a
replicar el DNA de la cadena que se
quedó en la célula F+
La cadena de DNA recién
transferida también se replica.
Las dos células contienen un
plásmido F íntegro, por lo que
ambas son F+
¿Qué nos indica el evento de conjugación?
¿Es el plásmido F el responsable de fenotipo
silvestre después de la conjugación?
¡¡NO!!
Células Hfr (high frequency recombination). Otra propiedad
que tiene el plásmido F es su capacidad de integrarse al
cromosoma bacteriano, incrementando el tamaño de éste.
Cuando el plásmido F se integra al
cromosoma, la célula ya no es F+ sino
es Hfr.
Episoma. Fragmento de
DNA que puede existir como
plásmido y que se puede
integrar al cromosoma.
La célula Hfr mantiene su
capacidad de conjugación,
por lo que se puede aparear
con una célula F-
Al conjugarse una Hfr se lleva a cabo
la transferencia de material genético,
empezando por el DNA cromosomal.
Generalemente, no se transfiere el
cromosoma completo pues las células
se separan, por lo que, la secuencia
del plásmido F no se transfiere.
Como se transfirió un fragmento del
DNA cromosomal, y si hay
homología con el cromosoma de la
célula receptora, ocurre
recombinación con alta frecuencia
(Hfr)
Una característica importante del apareamiento Hfr / F- es que la
transferencia del cromosoma Hfr ocurre a una tasa constante a
partir de un punto fijo determinado por el sitio donde está
insertado el episoma F.
F integrado
Integración del plásmido F al cromosoma
Regiones
homólogas
donde el
apareamiento
entre bases
puede ocurrir
O
O
Dirección de la
transferencia
Tanto el cromosoma bacteriano como F son circulares
Después de 2 h
algunos exconjugantes
se convierten en Hfr
F d
c
b a O
La bacteria donadora contribuye con una fracción de
material genético a la bacteria receptora
El fragmento de DNA donado es llamado exogenota y
el genoma receptor el endogenota
Una bacteria que contiene ambos DNAs, el
exogenota y el endogenota es un merocigoto
a+
b+
Exogenota
Endogenota
a
b
Recombinación entre exogenote y endogenote
No viable
¡ El entrecruzamiento debe ser Doble para que ocurra integración estable!
a+
a–
a–
No viable
+
a+
Merocigoto
Viable
Recombinantes
recíprocos
Corolario
1. El cromosoma de E. coli es circular.
2. El plásmido F es circular.
3. La orientación en la que se integra F al
cromosoma determina la dirección de la
transferencia
4. Un extremo de F integrado es el Origen donde
comienza la transferencia y el otro extremo es el
término que generalmente NO se transfiere a
menos que antes se haya transferido TODO el
cromosoma Hfr.
Resumen de la Conjugación bacteriana
Una característica importante del apareamiento Hfr / F- es que la
transferencia del cromosoma Hfr ocurre a una tasa constante a
partir de un punto fijo determinado por el sitio donde está
insertado el episoma F.
Esta propiedad permite controlar la cantidad de
información genética transferida y mapear la posición de
los genes transferidos con respecto a la secuencia F de
acuerdo al tiempo de conjugación.
Mapeo de genes en E. coli por conjugación
• El tiempo que se requiere para que los genes entren en la
célula receptora está asociado con el ordenamiento en el
cromosoma bacteriano.
• El cromosoma Hfr es transferido linealmente a la célula F
receptora.
-
• Si se interrumpe la conjugación a distintos tiempos ocurrirán
transferencias parciales de los genes.
• El orden de los genes a lo largo del cromosoma se puede
deducir al determinar los genes transferidos durante
apareamientos cortos y comparados con apareamientos largos.
Experimento de Conjugación a tiempos
controlados.
Cepa Donadora Hfr: thr+; leu+; azis; tons;
lac+; gal+; strs
Cepa receptora (F-): thr-; leu-; azir; tonr;
lac-; gal-; strr
1. Poner en contacto a las dos cepas
2. Interrumpir por agitación la
conjugación a distintos tiempos
3. Sembrar en medio con streptomicina
(elimina a la cepa donadora)
4. Evaluar el fenotipo de las bacterias
conjugantes
Resultados del Experimento
Tiempo de
conjugación
(min)
% de colonias que sobreviven con los
genotipos indicados
thr+leu+
azis
tons
lac+
gal+
Mapa genético del cromosoma de Escherichia coli
Punto de inicio
Las unidades son
minutos. Se refiere al
tiempo que tardan los
genes en entrar a una
bacteria F- receptora
durante el experimento
de conjugación
Mapeo por frecuencia de recombinantes
Si seleccionamos met como marcador:
100% met+
60% arg+
10% leu+
Estos porcentajes indican orden de
transferencia pero NO distancia entre
genes
Observando el orden en que los genes son transferidos
en una conjugación podemos saber el orden que tienen
en el cromosoma
CONJUGACIÓN F’
En células Hfr, ocurre con baja frecuencia que, F se escinde del
cromosoma y forma un plásmido circular nuevamente. Cuando
esto ocurre, F acarrea consigo genes adyacentes del cromosoma
que ahora se encuentran formando parte del plásmido F.
Entonces, a éste se le llama plásmido F’.
CONJUGACIÓN F’
Los plásmidos F’ también pueden
ser transferidos por conjugación
Con esta transferencia se pueden
crear células diploides parciales
(merocigotos parciales).
A los factores F que tienen genes bacterianos se les
llama episomas (F’)
Genética de bacteriófagos
Generalidades de Virus
• Tamaño 24 – 300 nm
• DNA o RNA, de cadena simple o doble
• Cubierta de proteínas con o sin lípidos
• Forma icosaédrica, de varilla, o cabeza y cola
Virus de la influenza (200 nm)
Clasificación de fagos de acuerdo a su estructura
Icosahédricos sin cola ( X174)
Icosahédricos con cola ( )
Filamentosos (M13)
Están formados por un ácido nucleico (DNA/RNA) y una cápside
de proteína
El genoma de los fagos
RNA simple cadena (MS2, Qß)
RNA doble cadena (phi 6)
DNA simple cadena (phi X174, fd, M13)
DNA doble cadena (T3, T7, lambda , T5, Mu, T2, T4)
Estos ácidos nucleicos pueden contener bases inusuales que son
sintetizadas por proteínas del fago. En los fagos T-pares, el
genoma no contiene citosina sino 5'- hidroximetilcitosina,
mientras que en otros tipos de fago algunas de las bases están
parcialmente sustituidas.
Fago libre
Componentes del Fago
Bacteriofago T4 virulento
Cabeza
Cuello y collar
Fago infectando
Centro
Vaina
Placa Basal
Fibras
Ciclo Lítico
Ciclo de Replicación del Bacteriofago T4
1. Adsorción del fago a receptores en la
superficie de la bacteria (proteínas
transportadoras de maltosa o de Fe2+)
2. Inyección del material genético viral
3. Transcripción del DNA del bacteriófago y
producción de proteínas virales
4. Replicación del material genético viral
5. Empaquetamiento del DNA dentro de la
envoltura proteica y ensamblaje de la
envoltura
6. Lisis y liberación de las partículas virales
Ciclo lítico
Halos o placas de lisis de los fagos
Ciclo Lisogénico
(Fagos temperados)
1. Una molécula de DNA del fago es inyectada a la bacteria.
2. Transcripción de genes necesarios para la integración.
3. El DNA del fago se inserta en el cromosoma bacteriano.
(Integración)
4. La bacteria replica su DNA (y el del fago) y se divide
normalmente.
5. El fago insertado se denomina profago y a la bacteria
lisógeno.
6. La bacteria es ahora inmune a la infección de otros fagos.
Integración del DNA del fago al
cromosoma bacteriano
El cromosoma del bacteriófago
lambda ( ) en estado libre es circular.
El sitio de integración es una región
del cromosoma que se alinea en un
sitio del cromosoma bacteriano (entre
los genes gal y bio).
Ocurre un entrecruzamiento recíproco
entre el fago circular y el cromosoma
bacteriano resultando en la
integración. Esta integración es
mediada por los genes del
bacteriofago y no por el sistema de
recombinación de la bacteria.
Al DNA del fago integrado al
cromosoma se le llama profago.
Bacteria lisogénica
portadora de Profago
El DNA del
bacteriofago es
lineal con extremos
cohesivos, lo cual
permite que pueda
circularizarse
Integración de
al cromosoma
bacteriano
Bacteriófago lambda ( ) (fago temperado)
Ciclo lisogénico
Ciclo lítico
TRANSDUCCIÓN
Transferencia de material genético entre bacterias a través
de un bacteriófago
Transducción
Transferencia de material genético bacteriano
por los virus de bacteria (fagos)
phe– trp– tyr–
met– his–
WT
Requiere de contacto para que el fago pueda infectar
Profago
Cromosoma
bacteriano
Inducción
del ciclo
lítico
La escición del DNA
del fago acarrea
DNA cromosomal
Replicación
del fago
Lisis celular y
liberación del fago
La célula receptora
adquiere nuevos
genes
El fago infecta a la
Integración del DNA del
fago al cromosoma
célula receptora
Transducción
Transducción generalizada: es el mecanismo por el cual
potencialmente cualquier gene bacteriano de la donadora puede ser
transferido a la célula receptora.
Transducción especializada: La transducción especializada es la
transducción en la cual solo ciertos genes del donador pueden ser
transferidos al receptor.
Transducción generalizada
Los fagos que median la transducción generalizada, normalmente cortan el
DNA de la célula huésped en pequeñas piezas y empacan ambos DNAs al
interior de la partícula fágica mediante un mecanismo llamado “head full” o
llenado de las cabezas del fago. Ocasionalmente una de las piezas del
DNA de la bacteria huésped resulta empacada al azar dentro de una
cubierta de fago. Por lo tanto cualquier gene de la bacteria donadora puede
ser potencialmente transferido, pero solamente se transferirá tanto DNA
como pueda caber en una sola cápside. Cuando la célula receptora se
infecta con un fago que contiene DNA de una donadora, el DNA de la
donadora puede entrar a la receptora. Ya dentro de la célula receptora
puede ocurrir el evento de la recombinación generalizada, en el cual se
substituye el DNA de la célula donadora por el de la receptora.
Fagos llevando
genes de la
célula donadora
Transducción especializada
Diferentes fagos pueden transferir diferentes genes pero un fago individual
solamente puede transferir unos pocos genes. La transducción
especializada está mediada por fagos lisogénicos o fagos temperados y
los genes que se llegan a transferir dependerán del lugar donde el profago
queda insertado en el cromosoma.
Mapeo de genes empleando transducción
Células donadoras:
arg+; met+, strs
Infección con el fago P1.
Ciclo lisogénico. Integración.
Ciclo lítico y cosecha de fagos.
Mezclar los fagos con la bacteria
receptora: arg-; met-; strr
Ciclo lisogénico del
bacteriofago
Selección fenotípica de las
bacterias receptoras.
Transposones
(Elementos genéticos móviles)
• La transposición es otro tipo de recombinación de
DNA en el cual un elemento transponible o
transposón se mueve de una molécula de DNA a
otra (recombinación ilegítima).
Fueron descubiertos originalmente en maíz por
Barbara Mc Clintock y su presencia se ha
documentado también en otras especies, desde
bacterias hasta humanos.
Descubrimiento de los transposones eucariontes
Elementos de Control
Barbara Mc Clintock, 1951
Tipos de transposones
Secuencia de Inserción o Elemento
de Inserción (IS): contiene una
secuencia central con el gen de la
transposasa y en los extremos una
secuencia repetida en orden inverso no
nesariamente idéntica, aunque muy
parecida. Cuando un transposón
simple se integra en un determinado
punto del DNA aparece una repetición
directa de la secuencia diana (5-12
pb).
Transposón Compuesto (Tn):
contiene un elemento de inserción
(IS) en cada extremo, en orden
directo o inverso y una región
central que además suele contener
información de otro tipo. Por
ejemplo, los Factores de
transferencia de resistencia (RTF)
poseen información para resistencia
a antibióticos (cloranfenicol,
kanamicina, tetraciclina, etc.).
http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Mutacion/mutacion.htm
Características de algunos elementos IS
Elemento Longitud
IS1
IS2
IS4
IS5
786 pb
1327 pb
1428 pb
1195 pb
Repetición
terminal
invertida
23 pb
41 pb
18 pb
16 pb
Repetición directa
Selección de la diana
de la diana
9 pb
5 pb
11-12 pb
4 pb
Regional
Zona caliente
AAAX20 .........XTTT
Zona caliente
Características de algunos Transposones compuestos (Tn)
Elemento Longitud
Tn 10
Tn 5
Tn 903
Tn 9
9300 pb
5700 pb
3100 pb
2500 pb
MÓDULOS TERMINALES
Marcador genético
(resistencia)
IS
Orientación
Relación entre ambos
Tetraciclina
Kanamicina
Kanamicina
Cloranfenicol
IS 10
IS 5
IS 903
IS 9
Invertida
Invertida
Invertida
Directa
Divergencia 2.5%
Difieren en 1 pb
Idénticos
Idénticos (?)
http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Mutacion/mutacion.htm
Tanto los elementos IS como los transposones (Tn) tienen
que estar integrados en una molécula de DNA, que contenga
un origen de replicación, ya sea en el cromosoma principal
bacteriano o en un plásmido, nunca se encuentran libres.
Cromosoma
de E. coli
Algunos elementos
pueden estar en
varias copias
http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Mutacion/mutacion.htm
Transposones en procariontes
Secuencias de inserción (IS)
Frecuencia global de transposición: 10-3 – 10-4
Frecuencia individual de transposición: 10-5 – 10-7
Reversión de la transposición: 10-6 – 10-10
Transposones
El tamaño de los transposones varía entre 103 a 104 pb
dependiendo del tipo de transposón.
La secuencia íntegra del transposón se puede insertar en un sitio
particular del cromosoma.
La transposición involucra recombinación entre secuencias no
relacionadas (recombinación ilegítima) que son los extremos
flanqueantes del transposón y el sitio del cromosoma donde se
insertó.
Dos formas de transposición
Replicativa
Conservativa
Transposasa. Enzima que corta al DNA blanco en sitios al azar y
une los extremos del transposón.
Secuencias repetidas invertidas. Funcionan como el sitio de
reconocimiento de la transposasa. Como las secuencias son
invertidas, son idénticas.
Marcador de selección. La inserción del transposón confiere una
ventaja ecológica a la célula, que puede ser la resistencia a algún
antibiótico. KanS  KanR
Tn5: 5,800 pb y regiones flanqueantes de 1,530 pb. Genes de resistencia
a Kan, Bleo, Strp.
Tn7: 14,000 pb y regiones flanqueantes (secuencias repetidas invertidas
de 30 pb). Resistencia a Strp, Spec.
Tn10: 9,300 pb y regiones flanqueantes de 1,300 pb. Genes de
resistencia a Tet.
Mecanismo de transposición
(recombinación ilegítima)
Repetidos directos (5-9 pb)
Transposición conservativa
Unión de la transposasa a la región flanqueante
Formación del asa (complejo sináptico). Los
extremos del transposón se acercan.
Corte del DNA y escición del transposón
Unión del transposón al DNA blanco
La transposasa cataliza la inserción del
transposón al DNA blanco.
Transposición replicativa
Transposasa
Resolvasa
Transposones de eucariontes
Retrotransposones
Transposones de DNA
Los retrovirus se integran al DNA
provirus
Los transposones pueden causar
reordenamientos y cambios en los genomas
Transposones
Transferencia de DNA
Duplicación de DNA
Virus
Evolución de genomas
Uso de los transposones para generar una
colección de mutantes (mutagnénesis por
transposición)
1. Para introducir inserciones de Tn5 al azar en el
cromosoma de E. coli, se usa un vector de fago lambda:
Pam int-::Tn5
2. Cuando este fago infecta células KanS, el DNA del fago
no se puede replicar ni integrar, así que la única manera
de que E. coli se vuelva KanR es que el transposón Tn5
se inserte en algún sitio del cromosoma. Esto va a
ocurrir en aprox. 1 de cada 100,000 células infectadas.
3.
Si se infectan 2 x 109 células, se obtendrán aprox. 2 x
104 colonias KanR. Cada una tendrá una inserción de Tn5
en un sitio distinto del cromosoma. Si en el genoma de
E. coli hay unos 5,000 genes, es probable que se tenga
una colección con inserción de Tn5 en casi todos los
genes.
Transferencia horizontal de genes entre distintas
especies e incluso géneros de bacterias
Mecanismos de resistencia a antibióticos y
su transmisión
1. Impermeabilidad y eflujo. Gram+ (peptidoglicano); Gram(capa de LPS). Proteínas de eflujo. Los genes responsables
pueden estar en plásmido o en cromosoma.
2. Modificación e inactivación del antibiótico. -lactamasa,
enzimas modificadoras de aminoglicósidos, cloramfenicol acetil
transferasa.
3. Modificación del blanco. Dominios de transpeptidasa con
menor afinidad por las -lactamas.
4. Vías alternativas de síntesis. Síntesis de tetrahidrofolato
insensible a sulfonamidas.
1. Cuatro cepas Hfr de E. coli procedentes de la misma cepa F+ transfieren los siguientes
marcadores en el orden:
Cepa 1: M Z X W C
Cepa 2: L A N C W
Cepa 3: A L B R U
Cepa 4: Z M U R B
¿Cuál es el orden de estos marcadores en la cepa F+ original?
2. Se realiza un cruzamiento entre una cepa Hfr arg+ bio+ leu+ y una cepa F– arg– bio–
leu–. Experimentos de conjugación interrumpida demuestran que arg+ entra en el
receptor en último lugar, de modo que se seleccionan recombinantes arg+ para
determinar la presencia de bio+ y leu+ encontrando los siguientes números:
arg+ bio+ leu+ 320
arg+ bio+ leu–
8
arg+ bio– leu+
0
arg+ bio– leu– 48
¿Cuál es el orden de estos marcadores?
¿Cuáles son las distancias en unidades de mapa?