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Conjugación
Dra Sobeida Sánchez NietoM. en C. Paulina Aguilera
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Variación genética
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Recombinación Genética
La recombinación se puede definir como cualquier proceso en que tenga lugar la formación de un nuevo DNA a partir de moléculas distintas, de manera que la información genética procedente de cada molécula de DNA original estará presente en las nuevas.
Ejemplos en que ocurre la recombinación:
Meiosis en células eucarióticas.Infección de plásmidos o virus.Integración de elementos extracromosomales dentro
del genoma hospedero
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Transducción
• Infección por virus• Los fagos transfieren el DNA de la célula
bacteriana donadora a la célula receptora, la cual puede incorporarlo a su cromosoma.
• Ciclo Lítico.
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Integración de elementos extracromosomales dentro del genoma hospedero
Transformación
Conjugación
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TransformaciónEntrada de DNA libre se incorpora a una célula y puede recombinarse con el material genético de la célula receptora
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Conjugación
• Mecanismo de transferencia de información genética de una bacteria a otra (contacto directo), seguida de la recombinación con el material genético de la célula bacteriana receptora.
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Conjugación bacteriana
• Descubierta por Lederberg y Tatum (1946)• Dos cepas auxótrofas (una fue met bio y la
otra thr leu thi)• Se cultivaron juntas en medio completo• Se subcultivaron en medio mínimo• Se encontraron nuevas colonias en el medio
mínimo.
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EXPERIMENTO QUE DEMOSTRÓ LA RECOMBINACIÓN
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BERNARD DAVIS DEMOSTRÓ QUE SE NECESITABA EL CONTACTO FÍSICO PARA LA
RECOMBINACIÓN BACTERIANA
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WILLIAN HAYES Y LA TRANSFERENCIA DEL FACTOR F (FERTILIDAD)
1. El intercambio genético ocurre en una sola dirección 2. La transferencia genética es mediada por el factor F.3. DNA plasmídico circular F (aprox 1/40 el tamaño de un
cromosoma), es autoreplicativo AUTÓNOMO. 4. El plásmido F contiene una secuencia de origen en el
que inicia la transferencia del DNA.5. También contiene genes para producir una estructura
tipo pelo el llamado pili sexual o F pili, el cuál ayuda en el contacto entre células
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• No ocurre conjugación entre células del mismo tipo sexual
• La conjugación comienza cuando el plásmido F es cortado en el origen y una cadena sencilla es transferida usando un sistema especial en donde se involucra a una relaxasa.
• Cuando la transferencia se completa ambas células contienen DNA doble cadena y son F+
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FACTOR F ( FERTILIDAD)
traA codifica para el piliOtros genes tra están involucrados en la adhesión y reconocimiento de la célula aceptora y la estabilización del pili entre ambas células para optimizar la transferencia del DNA
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Pili
• cilindro hueco de aproximadamente 20 µm de largo, 8 nm de diámetro externo y 2 nm de diámetro interno, que es lo suficientemente grande para el pasaje de una molécula de DNA simple cadena.
• formado por un única subunidad proteica denominada pilina que se encuentra codificada por el gen traA.
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Transferencia del factor F
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PROPIEDADES DE PLÁSMIDOS
• TRANSFERENCIA DE PLÁSMIDOS: Algunos plásmidos se pueden transferir entre bacterias a través de la conjugación bacteriana. Estos plásmidos codifican para todas las proteínas y funciones que se requieren para movilizar y transferir de una célula huésped a una célula recipiente.
• Muchos plásmidos son incapaces de hacer esto.
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Las células pueden denominarse de diversas maneras en relación al estado en que se encuentra el Factor F dentro de ellas:
• Células F-: Estas células no contienen al Factor F y no transfieren ni genes F ni genes bacterianos. Son eficientes células receptoras durante la conjugación.
• Células F+: Estas células contienen al Factor F en el citoplasma. Conjugación. La transferencia de genes cromosomales ocurre con una muy baja frecuencia cuando el Factor F se encuentra en este estado.
• Células Hfr: contienen al Factor F integrado al cromosoma. Pueden transferir marcadores cromosomales con alta eficiencia desde un punto fijo del cromosoma, generando un gradiente de transferencia de marcadores.
• Células F': Son células que tienen en el citoplasma al Factor F asociado con ciertos segmentos del cromosoma bacteriano. Pueden transferir al Factor F y a los segmentos asociados del cromosoma con alta eficiencia, y pueden mediar la transferencia de genes cromosomales por su integración en regiones homólogas del cromosoma.
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Conjugación: Gram -
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Conjugación: Gram -
• F+ y F-: Ambas células se vuelven F+
CONJUGACIÓN
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Conjugación: Gram -
• F+ y F+: Se inhiben por contacto
CONJUGACIÓN
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Conjugación: Gram -
• Hfr (alta frecuencia de recombinación): el plásmido se integra al cromosoma bacteriano. Sigue siendo donadora.
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Conjugación: Gram -
• Hfr y F-: no se transfiere el cromosoma completo, la parte del plásmido F se escinde.
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Conjugación: Gram -
• F’: Se escinde el plásmido F y se lleva consigo una parte del cromosoma. plásmido F’, donador.
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Conjugación: Gram -
• F’ y F-: Se generan células diploides parciales , la receptora se llama merocigoto.
CONJUGACIÓN
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Conjugación Gram +
• Similar a lo que ocurre con Gram -. • Sistema Mpf, es más simple.• E. faecalis secretan péptidos parecidos a feromonas
que estimulan la expresión de genes tra en las bacterias vecinas.
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Conjugación
¿Para qué?• Resistencia: antibióticos,
metales pesados• Colicinas y Bacteriocinas:
proteínas con actividad antimicriobiana.
• Factores de virulencia: Toxinas.
• Actividades metabólicas: Síntesis ó degradación de compuestos carbonados
¿Cómo seleccionamos?• Genes marcadores, dentro
del plásmido y permite seleccionar colonias conjugantes por fenotipos: auxotrofías, fuente de energía, resistencia/susceptibilidad a antibióticos
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En la práctica…E. coli JM1452StrR
Resistente a Estreptomicina. No codifica para el pili (genes tra), por lo tanto es...
E. coli W3110/F´KmTn3 Resistente a la Kanamicina. Cepa F’, por lo tanto
es…
RECEPTORA
DONADORA
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600 µL
120 µL300 µL
En la práctica…
Resistente a Estreptomicina Resistente a
Kanamicina
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En la práctica…
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Eficiencia de conjugación
#CT: Número de Colonias Transconjugantes#CP: Número de Colonias Parchadas
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Calendario de actividades práctica conjugación
Actividad Fecha
1. Protocolo experimental. Conjugación.
A) Realizar conjugación (lleva máximo 1 h), aislar por estría tanto cepa receptora como la transconjugante y se deja incubando (24 h)
Martes 30 Septiembre
2. Actividad extra-clase. Sacar cajas de la incubadora y colocarla a 4°C.
Miércoles 1 Octubre
3. Protocolo experimental. Conjugación continuación.
B) Parchar 50 colonias de las cepas aisladas en el paso B e incubar 24 h.
Jueves 2 Octubre
4. Actividad extra-clase: Sacar cajas y Observar crecimiento y determinar el porcentaje de colonias transconjugantes
Viernes 3 Octubre