Download La transformación de bacterias a-b

1. La transformación de bacterias a-b- con ADN procedente de una estirpe a+b+
origina 12.000 colonias transformadas. Si ambos genes están a una distancia de 0.
25 unidades, ¿cuántas de las colonias transformadas serán a-b+?
R= 1500 COLONIAS
2. En un experimento de cotransducción entre los genes a y b realizado en dos
laboratorios independientemente, se obtuvieron frecuencias de cotransducción de
0.82, en el laboratorio A, y de 0.53 en el B. ¿Qué laboratorio detecta mayor
distancia entre ambos genes?
R= El B
3. Al realizar varios experimentos de cotransducción, se cointrodujeron
satisfactoriamente las siguientes combinaciones de genes: FHC, BEI, DBA, EG, GH.
Indica el orden más probable de los genes A a I en este fragmento de cromosoma.
R= ADBIEGHCF ó ADBIEGHFC
4. Strickberger, en 1968, obtuvo los siguientes resultados utilizando cepas de B.
subtilis, para los loci triptófano (trp) y tirosina (tyr):
ADN
transformante
Mezcla de trp+ tyrtrp+ tyr- y trp- tyr+
Cepa receptora
trp- tyr-
trp+ tyr+
Clases
transformadas
trp- tyr+
trp+ tyr+
trp+ tyrtrp- tyr- trp- tyr+
trp+ tyr+
Nº de colonias
190
256
2
196
328
367
Interpreta estos resultados y estima la distancia entre los dos loci.
R= trp y tyr están ligados; p= 0.588
5. Realizamos dos cruces recíprocos con las cepas de E.coli:
1.
A+B+C-D+EX
A-B-C+D-E+
R
estreptomicina
estreptomicinaS
2.
A+B+C-D+EestreptomicinaS
X
A-B-C+D-E+
estreptomicinaR
Después de incubar, se inoculan sobre medio mínimo que contiene estreptomicina. El
resultado es que el cruce 1 desarrolla colonias pero el cruce 2 no. Explicar.
R= Cepa 2 donadora, 1 aceptora. No se transmite la resistencia.
6. Supón que el ADN de una cepa Hfr de E.coli tiene la siguiente ordenación de
nucleótidos
5' AGCTAT 3'
3' TCGATA 5'
Supón también que las células Hfr han crecido en un medio con C14y N15, de forma
que su ADN es pesado. Se realizan cruzamientos de células Hfr con células F- sobre
medio ordinario. En el cruzamiento la hebra inferior de ADN se transfiere desde su
extremo 5'.
a) ¿Cómo sería el segmento de la doble hélice en la célula donadora después de la
replicación de ADN? Indica cuál es la hebra ligera (L) y cuál la pesada (H).
b) Lo mismo para la célula receptora, asumiendo que se incorpora el total de la hebra.
R= a) 5´- AGCTAT-3´ pesada b) 5´-AGCTAT-3´ ligera
7. Cierta cepa Hfr normalmente transmite el marcador lac+ el último durante la
conjugación. En un cruce entre esta cepa y otra F-lac- se obtienen algunas células
recombinantes lac+ demasiado pronto. Cuando estas células lac+ se mezclan con
células F-lac- la mayoría de éstas se convierten en F+lac+, pero no se transfiere
ningún otro marcador. Explícalo. ¿Qué puedes decir sobre el genotipo de las
células recombinantes?.
R= a) El factor F se ha liberado (Hfr--->F+). En la conjugación se transfiere el factor F'
con el gen lac.
8. Se realiza un experimento de transformación utilizando dos cepas de
Pneumococcus. La cepa A es estreptomicina resistente y la cepa B sensible. Se
incuban células competentes de la cepa B con ADN de las células A.
a) La célula receptora transformada, ¿será A o B?
b) Cuando las células transformadas se dividan, ¿cómo serán los dos productos
celulares respecto a la resistencia a la estreptomicina?
c) ¿Cómo será su ADN respecto al de las células A y B?
R= Si ser A representa resistencia, serán A b) ambos resistentes c) semejante a A (en
las regiones de transformación).
9. En un experimento de transformación se utiliza una cepa a+b+ como donadora, y
cepas doblemente defectuosas como receptoras (a-b-). Se originan tres tipos de
transformantes:
Tipo de célula transformada
Nº de células transformadas
a+b+
a-b+
a+b-
1300
310
190
a) Con estos datos, ¿puedes decir si los genes están ligados o no? ¿Por qué?
b) ¿Cuál parece ser la distancia, en unidades de mapa, entre los dos genes?
c) ¿Por qué las clases recombinantes aparecen con valores diferentes?
R= a) ligados b)0.2778 c) preferencia en la complementación del gen b
10. Consideramos dos estirpes de una determinada especie bacteriana. La estirpe 1 es
sensible a las drogas A, B, C y D, mientras que la estirpe 2, obtenida mediante 4
mutaciones independientes, es resistente a los cuatro productos. Al extraer el ADN
de la estirpe 2 y transformar con él células competentes de la estirpe 1, se
obtienen los siguientes tipos de siembras y número de colonias:
DROGA
A
B
C
D
AB
COLONIAS
1235
1252
1260
1243
53
DROGA
AC
AD
BC
BD
CD
COLONIAS
643
956
54
57
835
DROGA
ABC
ABD
ACD
BCD
ABCD
COLONIAS
28
60
536
42
35
a) ¿Cuál de los cuatro genes no está ligado a los otros tres?
b) ¿Cuál es la ordenación de los tres genes ligados?
R= a) B b) ADC
11. Tenemos una cepa ala- pro- arg- trp- (ala: alanina; pro: prolina; arg: arginina; trp:
triptófano), que es transformada con ADN procedente de otra cepa, y que es
protótrofa para los aminoácidos considerados. El cultivo transformante se inocula
en diferentes medios, obteniéndose los siguientes resultados:
MEDIO
Completo
Medio
mínimo
(MM)
MM+ala
MM+pro
MM+arg
MM+trp
MM+ala+pro
MM+ala+arg
COLONIAS
20.000
0
MEDIO
MM+ala+trp
MM+pro+arg
COLONIAS
0
485
0
0
14
0
4
25
MM+pro+trp
MM+arg+trp
MM+ala+pro+arg
MM+ala+pro+trp
MM+ala+arg+trp
MM+pro+arg+trp
0
340
1352
1358
1213
1234
a) ¿Qué genes están ligados?
b) ¿Cuál es el orden de los que están ligados?
c) ¿A qué distancia se encuentran?
R= a) Ala, Pro y Trp b) Pro-Ala-Trp c) Ala-Pro: 0.84, Pro-Trp: 0.99, Ala-Trp:0.77.
12. En 1963, Nester y colaboradores realizaron un experimento con B. subtilis. En él
utilizaban ADN transformante obtenido de cepas trp+ tyr+ his+ y bacterias
receptoras auxótrofas para los tres compuestos (trp- tyr- his-). Los resultados que
obtuvieron fueron:
Tipo y número de colonias transformadas
trp
tyr
hys
+
685
+
418
+
+
3660
+
2600
+
+
107
+
+
1180
+
+
+
11940
a) ¿Qué tipos de recombinación se producen en cada caso?
b) ¿A qué distancia se encuentran los tres genes?
c) ¿Pueden existir en procariotas fenómenos de interferencia similares a los de
eucariotas?
R= a) Trp-His-Tyr b)Trp-His:0.34, Trp-Tyr: 0.4, His-Tyr: 0.13 c) Trp--0.34--His--0.13--Tyr.
I=.88
13. Doermann infectó células de E.coli con dos cepas del bacteriófago T4, una salvaje
(+,+,+) y otra triple mutante (m,r,tu) donde 'm' significa placa pequeña, 'r' lisis
rápida y 'tu' placa turbia. En la progenie se obtuvieron los siguientes resultados:
GENOTIPO
+,+,+
m,r,tu
+,r,tu
+,+,tu
+,r,+
m,+,+
Nº DE PLACAS
1864
1732
237
483
86
260
m,+,tu
m,r,+
81
427
A partir de estos datos dibuja el mapa de ligamiento.
R= m--0.128--r--0.208--tn
14. Se han aislado varias cepas mutantes zgalactosidasa. Se realizó un cruce entre una cepa Hfr (z1- Ade+ Ss) con una F- (z2Ade- Sr), donde Ade- significa que requiere adenina para crecer, y Ss o Sr
sensibilidad o resistencia a la estreptomicina, respectivamente. Una hora después
se diluyó la muestra y se colocó en un medio con estreptomicina. Muchas de las
-galactosidasa. Sin embargo, en el cruce recíproco
Hfr (z2- Ade+ Ss) x F-(z1- Adegalactosidasa. ¿Cuál es el orden de los marcadores respecto al locus Ade?. ¿Cuál es
la función del marcador S?
R= a) Ade-z2-z1 ; b) sirve para eliminar la cepa donadora y seleccionar sólo los Ade+
recombinantes.
15. Utilizando el fago transductante generalizado P22, crecido en un cultivo bacteriano
pur+pro+his+ se infecta e incuba un cultivo pur-pro-his-. Luego, se seleccionan los
transductantes para cada gen donador. En el experimento I se seleccionan los
transductantes pur+, en el experimento II los pro+ y en el III los transductantes his+
a) qué medios hay que utilizar para estos experimentos de selección?
b) cuando se observaron los transductantes en relación con la presencia de los
marcadores donadores no seleccionados, se obtuvieron los siguientes resultados:
I
pro- his- 87%
pro+ his- 0%
pro- his+ 10%
pro+ his+ 3%
II
pur- his- 43%
pur+ his- 0%
pur- his+ 55%
pur+ his+ 2%
III
pur- pro- 21%
pur+ pro- 15%
pur- pro+ 60%
pur+ pro+ 4%
Cuál es el orden de los genes de la bacteria?
c) Qué dos genes están más cercanos uno de otro?
d) Con el orden de genes que has propuesto explica las proporciones relativas de los
genotipos observados en el experimento II.
R=a)ExpI: MM+pro+his; expII: MM+pur+his; expIII: MM+pur+pro; b) pur-his-pro: c) hispro los mas cercanos; d) pur-his-pro+ 2 sobrecruzamientos; pur+his-pro+ 4 sobrecruz.;
pur-his+pro+ 2 sobrecruz.; pur+his+pro+ 2 sobrecruz. pero pur alejado
(independiente).
16. En E.coli la capacidad de utilizar lactosa como fuente de carbono requiere la
- galactósido permeasa. Los genes que
codifican ambas enzimas (lacZ y lacY) están estrechamente ligados. Otro gen proC
controla parcialmente la capacidad de las células de E.coli de sintetizar la prolina.
Los alelos strs y strr controlan la sensibilidad y resistencia a la estreptomicina,
respectivamente. Se sabe que la cepa HfrH transfiere los dos genes lac, proC y str,
en este orden, durante la conjugación.
Se hizo un cruce entre HfrH de genotipo lacZ-lacY+proC+strs y una F- de genotipo
lacZ+lacY-proC-strr. Después de alrededor de 2 horas, la muestra se diluyó y sembró en
una placa Petri con estreptomicina, pero no prolina. Cuando se probó la capacidad de
esas colonias recombinantes proC+strr de crecer en un medio que contenía lactosa
como única fuente de carbono, muy pocas colonias fueron capaces de fermentar la
lactosa. Cuando se realizó el cruce recíproco, bastantes recombinantes proC+strr
fueron capaces de crecer. ¿Cuál es el orden de los genes lacZ y lacY respecto a proC?
¿Para qué se utiliza el marcador str?
R= orden: lacY, lacZ, proC; Str para eliminar las donadoras y seleccionar las
conjugantes.
17. En un experimento se transformó con DNA de una cepa protótrofa (a+b+c+), una
cepa auxótrofa para estos marcadores (a-b-c-).
Se obtuvieron las siguientes clases transformantes:
a+b-ca-b+ca+b+ca-b-c+
180
150
210
179
a+b-c+
a-b+c+
a+b+c+
2
1
3
¿Qué conclusiones pueden extraerse acerca de las relaciones de ligamiento entre estos
loci marcadores?
R= el gen c es independiente de a y de b; frecuencia de recombinación entre a y b=
0.252
18. Cinco cepas Hfr (A,B,C,D,E), con los mismos alelos salvajes, se cruzan con una cepa
F- que posee los correspondientes alelos recesivos. Usando la técnica de la
interrupción de la conjugación, se comprueba que cada cepa Hfr transmite sus
genes en una única secuencia y que ésta es diferente en cada cepa, tal como se
indica a continuación:
Cepa Hfr:
A
B
C
D
mal+
ade+
pro+
pro+
strS
his+
met+
gal+
ser+
gal+
xyl+
his+
ade+
pro+
mal+
ade+
his+
met+
strS
ser+
E
his+
gal+
pro+
met+
xyl+
a) ¿Cuál es la secuencia de estos genes en el cromosoma bacteriano? Sitúalos en el
cromosoma bacteriano.
b) Indica, para cada una de las cepas, qué marcador génico donador seleccionarías en
los receptores tras la conjugación para obtener la máxima proporción de
recombinantes que fuesen Hfr.
R= a)
b) cepa A: gal, cepa B: xyl; cepa C: ser; cepa D: str s; cepa E: mal
19. En un experimento de transducción generalizada, se obtuvieron fagos a partir de
una cepa donadora de E. coli de genotipo cys+ leu+ thr+ que se utilizaron para
transducir una receptora de genotipo cys- leu- thr-. Inicialmente la población
receptora tratada es cultivada en un medio mínimo suplementado con treonina y
leucina. Se obtienen muchas colonias.
a. ¿Cuáles son los genotipos probables de esas colonias?
b. Estas colonias son entonces replicadas (replica-platting) en tres medios diferentes:
(1) mínimo más treonina sólo, (2) mínimo más leucina sólo, y (3) mínimo. ¿Qué
genotipos pueden crecer, en teoría, en estos tres medios?
c. Se observa que el 56% de las colonias originales crecen sólo en (1), el 5% crecen en
(2) y no hay crecimiento en (3). ¿ Cuáles son los genotipos reales de las colonias sobre
(1), (2) y (3)?
d. Dibuja un mapa mostrando el orden de los genes y cuál de los genes de los extremos
está mas cerca del gen del medio.
R= a) cys+throleuo; b) 1: cys+leu+thro; 2: cys+leuothr+; 3: cys+leu+thr+; c)1: cys+leu+thr-;
2:cys+ leu-thr+; leu--cys-----thr
20. A partir de una cepa bacteriana prototrofa se obtuvo DNA que fue utilizado para
transformar una cepa mutante incapaz de sintetizar las substancias A, B y C. El
número de bacterias producidas en las diferentes clases transformadas se expresa
a continuación:
5040 a+ b+ c+
1260 a+ b- c+
252 a- b+ c+
504 a- b- c+
a)
504 a+ b- c840 a+ b+ c504 a- b+ c-
¿Cuál es el orden relativo en que están situados estos genes? b) Calcular la
distancia entre ellos.
R= a) El orden es BAC b) q(BA)= 0.3 y q(AC)= 0.25 y q(BC)= 0.37
21. De una cepa bacteriana de tipo salvaje se extrajo el DNA y se utilizó para
trasformar una cepa mutante incapaz de sintetizar los aminoácidos prolina (pro),
histidina (his) y arginina (arg). El número de colonias que se formaron de las
distintas clases transformantes fueron: 7164 pro+ his+ arg+; 708 pro+ his- arg+, 63
pro- his+ arg+; 1560 pro- his- arg+; 2196 pro+ his+ arg-; 249 pro+ his- arg- y 411
pro- his+ arg-. a) ¿Cuál es la distancia de ligamiento que separa estos genes?; b)
¿Cuál es el orden de ligamiento?
R= a) q(his,pro)= 0.13 y q(pro,arg)= 0.34 y q(his,arg)= 0.4
b) his pro arg
22. En un experimento de conjugación interrumpida con cuatro cepas Hfr, se encontró
que cada una transfería distintos marcadores genéticos a la cepa F en los tiempos
de interrupción que a continuación se señalan:
Marcadores y tiempo en minutos
cepa 1 phe
6
his
11
tio
33
azi
48
thr
49
cepa 2 mal
10
met
17
tia
22
thr
33
trp
57
cepa 3 arg
15
tim
21
met
32
thr
48
cepa 4 his
18
phe
23
arg
35
mal
45
tia
60
Construye un mapa genético que incluya todos estos marcadores y señala la distancia
en minutos entre los pares de genes adyacentes.
R= 6 3 2 14 4 4 15 1 11 5 7 4 6 6
phe his trp tio azi thr tia met mal tim arg
23. Mediante la técnica de apareamiento interrumpido se probaron 5 cepas Hfr para
ver la secuencia con que transmitían cierto número de genes distintos a una cepa
F-. Se encontró que cada cepa Hfr transmitía los genes según una secuencia única,
como se presenta a continuación (en cada cepa sólo se contaron los 6 primeros
genes transmitidos).
Cepa
Hfr
1
2
3
4
5
Orden
1
Q
Y
R
O
Q
de
2
S
G
S
P
W
trans-
3
R
F
Q
R
X
misión
4
P
O
W
S
Y
5
O
P
X
Q
G
6
F
R
Y
W
F
a) ¿Cuál es la secuencia génica en la cepa original a partir de la cuál se han
derivado estas cepas Hfr? b) Establezca para cada una de estas cepas Hfr qué
marcador genético dador seleccionaría en los receptores tras la conjugación
para obtener la máxima proporción de recombinantes que fuesen Hfr?
R= a) Y-X-W-Q-S-R-P-O-F-G b) cepa 1 W, cepa 2 X, cepa 3 P, cepa 4 F y cepa 5 S.
24. Utilizando el fago P1 de E. coli como partícula transductora de información
genética desde una cepa donante trp A+ Sup C- pyr F+ a una cepa receptora trp Asup C+ pyr F-, se encontraron los siguientes resultados al seleccionar transducidas
Sup C+:
Sup C+ Trp A+ pyr F+
Sup C+ Trp A+ pyr FSup C+ Trp A- pyr F+
Sup C+ Trp A- pyr F-
36
114
0
453
Determinar el orden de estos tres marcadores y estimar la frecuencia de
cotransducción.
R= Orden SupC trpA pyrF y fr cotransducción SupC,trpA= 0.25; SupC,pyrF= 0.06
25. En una experiencia de transducción con el fago P1 se utilizaron los marcadores
genéticos bacterianos a, b y c. Al seleccionar por un determinado marcador las
bacterias transducidas, se observa cotransducción de los marcadores no
seleccionados con diferentes frecuencias, cuyos valores se expresan a
continuación:
Marcador
seleccionado
Porcentaje de cotransducción
con:
a
b
c
a
-
53
3
c
3.52
0
-
Determinar la posición relativa de estos marcadores en el cromosoma bacteriano.
R= Posición relativa c a b ; Distancias 62 kb entre c y a y 17.5 entre a y b.
26. Para mapear tres loci en un cierto fago se cruzaron dos cepas de genotipos abc y
a+b+c+, respectivamente, mediante la técnica de infección simultánea. De un total
de 21200 calvas, se obtuvieron las siguientes clases recombinantes:
a + + 300 a b + 615 a + c 89 + b c 318 + + c 595 + b + 56
A partir de estos datos se pide establecer el orden relativo de estos tres loci, las
distancias entre ellos y el valor y significado de la interferencia.
R= Orden a b c; dist a,b=3.6 y dist b,c=6.4. Interferencia -2.04 (múltiples
entrecruzamientos, fenómeno poblacional).
27. En E.coli, cuatro cepas Hfr transfieren los siguientes marcadores genéticos,
siguiendo el orden que se indica a continuación:
Cepa 1:
Cepa 2:
Cepa 3:
Cepa 4:
QWDMT
AXPTM
BNCAX
BQWDM
Las cuatro cepas derivan de una misma cepa F+. ¿Cuál es el orden de estos marcadores
en el cromosoma circular de la cepa F+ original?
R= Q-W-D-M-T-P-X-A-C-N-B
28. En el cruzamiento Hfr x F-, se sabe que el primer marcador que entra es leu+, pero
se desconoce el orden de los otros marcadores. Si la estirpe Hfr es silvestre y la Fes auxótrofa para todos los marcadores en cuestión, ¿cuál es el orden de los
marcadores en un cruzamiento en que se seleccionan los recombinantes leu+, si el
27% son ile+, el 13% son mal+, el 82% son thr+ y el 1% son trp+?
R= leu thr ile mal trp
29. Se realiza un cruzamiento entre una estirpe Hfr que es met+ thi+ pur+ y una F- que
es met- thi- pur-. Los experimentos de conjugación interrumpida indican que met+
es el último marcador que entra, por lo que en, el fondo genético F-, los
recombinantes met+ se seleccionan en un medio suplementado con los
compuestos pur y thi. Se determina la presencia de los alelos thi+ y pur+ entre
estos recombinantes met+ y se encuentran los siguientes números de individuos
de cada genotipo.
met+ thi+ pur+
met+ thi+ purmet+ thi- pur+
met+ thi- pur-
280
0
6
52
a) ¿Por qué se omitió la metionina en el medio selectivo?
b) ¿Cuál es el orden de los genes?
c) ¿Cuáles son las distancias entre los marcadores, en unidades de mapa?
R=. a) Para poder obtener todos los recombinantes posibles met+; b) Orden met pur
thi; c) dist met,pur=15.4 y dist pur,thi= 1.8
30. Compara el mecanismo de transferencia y de herencia de los genes lac+ en
cruzamientos con estripes que sean Hfr, F+ y F'lac. ¿Cómo se comportaría una
célula F- incapaz de recombinar (rec-) en cruzamientos con cada una de las tres
estirpes? ¿Sería capaz la célula de heredar los genes lac+?
R= Sólo son incapaces de incorporar los genes lac+ las células F- rec- en los
cruzamientos con células Hfr y F+.
31. Se realiza un cruzamiento entre una estirpe Hfr arg+ bio+ leu+ y una estirpe F- argbio- leu-. Los experimentos de conjugación interrumpida indican que arg+ es el
último marcador que entra en el receptor, de modo que los recombinantes arg+
pueden seleccionarse en un medio que contenga sólo bio y leu. Se determina la
presencia de bio+ y leu+ en estos recombinantes y se encuentran los siguientes
números de cada genotipo:
arg+ bio+ leu+
arg+ bio+ leuarg+ bio- leu+
arg+ bio- leu-
320
8
0
48
a) ¿Cuál es el orden de los genes?
b) ¿Cuáles son las distancia de mapa en unidades de recombinación?
R= Orden arg bio leu; Distancias arg,bio= 12.8, bio,leu= 2.1
32. Se realiza un experimento de transformación con una estirpe donante resistente a
cuatro drogas: A, B, C y D. El receptor es sensible a las cuatro drogas. La población
de células receptoras tratada se divide y se siembra en placas de medios
suplementados con varias combinaciones de las drogas. Los resultados fueron:
Droga(s) Añadida(s) Número
colonias
A 1.156
C 1.161
AB 46
AD 942
BD 40
ABC 30
ACD 630
ABCD 30
de Droga(s) Añadida(s) Número
colonias
B 1.148
D 1.139
AC 640
BC 51
CD 786
ABD 42
BCD 36
de
N=10.000
a) Uno de los genes está claramente alejado de los otros tres, los cuales parecen estar
estrechamente ligados. ¿Cuál es el gen distante?
b) ¿Cuál es el orden de los tres marcadores que están ligados?
R= a) B es el gen distante; b) A D C.
33. Infectamos células de E.coli con dos cepas del virus T4. Una de las cepas es
diminuta (m), de lisis rápida (r) y turbia (tu); la otra es silvestre para los tres
marcadors. Se siembran y se clasifican los productos de la lisis. De 10.342 calvas, se
encontraron los siguientes números para cada genotipo:
m r tu
+++
mr+
3467
3729
853
m + tu
m++
+ r tu
+r+
+ + tu
162
520
474
172
965
(a) Determina la distancia de ligamiento entre entre estos genes,
(b) ¿Cuál es el orden de los genes?
(c) Determina el coeficiente de coincidencia y explica su significado.
R= a) distancias m,r= 12.8 y r,tu= 19.9. b) Orden m r tu c) Coeficiente de coincidencia
1.26 (múltiples entrecruzamientos, fenómeno poblacional)