genética microbiana · en bacterias, el cromosoma, los plásmidos y los fagos son replicones...
Post on 04-Oct-2018
233 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Genética microbiana
Sergio Abate, Vet., Mag. Dr.
Profesor Adjunto Microbiología –
Universidad Nacional de Rio Negro - Sede Atlántica
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Genética microbiana
¿Por que razón los microorganismos han sido los principales modelos
para el estudio de la genética?
Se asume como una población derivada de una única célula, y por ello dicha
población posee idéntico genotipo
Genética microbiana
Estudia la transmisión de los caracteres (genes) y la regulación de la herencia
Unidad de herencia
Es el capital genético de una célula
Es el conjunto de características genéticas que se ponen de manifiesto.
Genética:
Gen:
Genotipo:
Fenotipo:
Genoma: Es la suma de genes que posee una célula
Replicón: Es la secuencia de nucleótidos donde comienza la replicación + todo el ADN
bajo su control
Para un taxón determinado, el replicón es fijo y heredable.
En bacterias, el cromosoma, los plásmidos y los fagos son replicones únicos
Clon o cepa:
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Esquema que muestra de que manera el cromosoma bacteriano funciona como un único replicón, con un único sitio ORI
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Promotor-
Operador: Secuencias de ADN que no codifican para una característica en especial, sino
que tienen como función regular las secuencias de ADN que serán transcriptas
Operon: Grupos de genes cuya expresión se encuentra controlada por un único operador.
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Promotor-
Operador:
Secuencias de ADN que no codifican para una característica en especial,
sino que tienen como función regular las secuencias de ADN que serán
transcriptas
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Plásmido: ADN circular bicatenario, que constituyen replicones únicos. Suelen
acarrear genes vinculados a funciones especializadas como FV
(toxinas, adhesinas, etc.). Pueden ser uni o multicopia (50). Pueden
ser conjugativos (factor F) o no conjugativos (colicinas); ademas se
pueden transmitir por transducción o transformación
Elementos génicos movibles (tn). El tn mínimo codifica la secuencia IS: un solo
gen para transposasa + 2 secuencias de reconocimiento (15 a 40 pb) en los
extremos. Pueden acarrear información entre sus extremos
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Episomas: Plásmidos capaces de integrar el cromosoma (Ej factor de fertilidad de E. coli)
Transposon:
Los genes de los hongos:
* Siguen el patrón de células eucariotas de seres superiores
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Los genes bactrianos cromosómicos:
* Se encuentran en una única molécula de ADN (cromosoma) , doble cadena,
generalmente circular , con cierto grado de plegamiento
Los genes bacterianos (extracromosómicos):
*Plásmidos: transferibles a través de pili sexual mediante conjugación, acarrean información estructural y funcional. Se pueden replicar independientemente del cromosoma bacteriano (son replicones independientes del cromosoma bacteriano)
*Transposones: Genes saltarines
Los genes virales:
*ADN ó ARN, simple o doble, única cadena o fraccionado
* Aquellos virus con genes fraccionados tienen mayor posibilidad de recombinación y variación genética (el ejemplo emblemático es el virus Influenza)
Estructura del ADN:
*Modelo de doble hélice
*Cadenas complementaras y antiparalelas
*Polímero de nucleótidos unidos por enlaces donde participa el fósforo
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Estructura del ADN:
Nucleótido: Base nitrogenada (púrica o pirimidínica) + fosfo 2´ desoxirribosa en carbono nº 5 del HdC
Bases puricas: Adenina y guanina / Bases pirimidínicas: Citosina y Timina
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
¿Qué utilidad tendrá, tanto
para animales superiores
como para microorganismos,
contar con mecanismos
generadores de variaciones
fenotípicas en una población?
¿Para qué? ¿Qué ejemplos
actuales podemos citar?
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
A veces, las variaciones genéticas se traducen en cambios fenotípicos desfavorables.
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Muchas veces, variaciones genéticas se traducen en mejoras competitivas
en ambientes que ejercen fuerzas de selección.
Un ejemplo lo constituyen variantes genéticas de bacterias de importancia clínica, gracias a las cuales pueden sobrevivir al efecto deletéreo de antibióticos y desinfectantes. Esta situación constituye un motivo de preocupación global
Esquema que indica la selección de cepas resistentes a los antimicrobianos, mediante un ambiente con presión de selección (uso frecuente de antimicrobianos de uso médico, en animales de producción, o por contaminación ambiental)
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Evolución de cepas bacterianas de importancia médica, con capacidad de resistencia a antimicrobianos
•Si la expresión fenotípica depende del genotipo, y el ADN de bacterias y virus se copia
de forma conservativa (carecen de reproducción sexual): ¿Como hace entonces una
bacteria o un virus para obtener variantes genéticas que permitan adaptarse a cambios
ambientales?
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Si la reproducción es de tipo conservativa (no hay recombinación): se puede generar variación? Como?
Bases de la modificación fenotípica bacteriana:
*Con modificación genética:
Cromosómica: -Mutación (por inserción, deleción o cambio)
Estos procesos pueden deberse a la acción imperfecta de la ADN polimerasa, a la acción de agentes mutágenos externos, o a fracciones genéticas móviles (transposones)
Extra-cromosómica: -Conjugación
-Transformación
-Transducción
*Sin modificacón genética:
Regulación
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Conjugación:
1) Apareamiento celular (Pili sexual)
2) Transferencia unidireccional de ADN
3) Recombinación entre el fragmento donador y el ADN de la célula receptora
4) Expresión de un nuevo carácter fenotípico
Factor F: ADN bicatenario que posee información para:
1) todo el proceso de su propia transferencia
2) síntesis del pili sexual
Puede estar como plásmido autonomo o integrando un cromosoma
Se transmite a si mismo convirtiendo a la célula receptora (F-) en F+
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Conjugación:
1) Pili sexual establece puente entre célula F+ y F-
2) Retracción de pili
3) Comienza la replicación del plásmido (factor F)
Corte por una topoisomerasa
Desplazamiento de la cadena hija a la célula F-
Copia de la cadena complementaria en ambas células
Circulización del ADN en ambas células
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Transducción:
No requiere contacto célula- célula
La capacidad de transducción no es inhibida por ADN asas
Dependen de receptores específicos en células receptoras para el virus
La neutralización viral con Ac específicos impide la transducción
Un profago, al pasar de ciclo lisogénico a ciclolítico, puede llevar fragmentos del cromosoma bacteriano sumados al propio genoma viral, incrementando así su carga genética como la de la proxima bacteria a la cual infecte y le incorpore su genoma
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
Transformación:
Demostrada mediante el experimento de Griffith
Genética microbiana
Se
rgio
Ab
ate
, V
et.
Ma
g.
Dr.
P
rofe
so
r A
dju
nto
Mic
rob
iolo
gía
– S
ed
e A
tlán
tic
a -
UN
RN
top related