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GENETICA BACTERIANA
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Las bacterias poseen todos
los componentes requeridos
para reproducirse, cosechar
y utilizar la energía del
ambiente.
Se reproducen rápidamente,
una célula da origen a dos
idénticas en cada ciclo de
división, produciendo un
colonia de individuos
idénticos.
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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)
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Prototróficas : Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales inorgánicas, fuente de carbono – glucosa y agua). A partir de estas sustancias mínimas las bacterias pueden construir todas las macromoléculas necesarias para vivir.
Auxotróficas : Las bacterias son generalmente mutantes y no pueden crecer a menos que se adicionen al medio nutrientes específicos (Adenina, biotina, metionina, etc.)
Resistencia o susceptibilidad a antibióticos
Mutantes bacterianas
Marcadores Genéticos
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Requiere biotina como suplemento
Requiere arginina como suplemento
Requiere metionina como suplemento
No puede utilizar lactosa como fuente de carbono
No puede utilizar galactosa como fuente de carbono
Resistente al antibiótico estreptomicina
Susceptible al antibiótico estreptomicina
Medio mínimo: medio sintetico básico para el crecimiento bacteriano sin nutrientes adicionales
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Transferencia genética horizontal
Transferencia genética vertical
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Formas de Transferencia horizontal de genes entre bacterias
1.
3. 2.
4.
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GENOTIPO
FENOTIPO
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E. coli
Pili
F+
F+ (Factor de fertilidad)
F -
Plásmido F
*Plásmido F codifica alrededor de 100 genes
William Hayes, 1953 Conjugación bacteriana
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La bacteria donadora es la que 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 merocigoto
a+ b+
a b
Exogenota
Endogenota
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¿Qué nos indica este evento de Conjugación?
¿Es el plásmido F el responsable de fenotipo
WT después de la Conjugación?
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¡La frecuencia de transferencia de F es mayor a la
frecuencia de recombinantes para marcadores genéticos!
F +
F –
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High Frequency of
Recombination
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Dos eventos de recombinación
El bajo nivel de transferencia de marcadores genéticos se debe
a la presencia de unas pocas celulas Hfr en la población F+
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Experimentos de conjugación interrumpida
Wollman y Jacob, 1957
F- strr × Hfr strs
Str +
azis
tons
lac
gal
azir
tonr
lac+
gal+
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Después de 2 h
algunos exconjugantes
se convierten en Hfr
F d c b a O
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La inserción de plásmido F en el cromosoma bacteriano puede ocurrir en diferentes lugares mediante recombinación (sitios IS y Tn1000 )
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Integración del plásmido F al cromosoma
O
O
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a+
a–
a+
+
a– No viable
Viable
No viable
Merocigoto
Recombinación entre exogenote y endogenote
¡ El entrecruzamiento debe ser Doble !
Recombinantes
recíprocos
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Conclusiones:
1. El cromosoma de E. coli es circular.
2. El plasmido F es circular.
3. La orientación en la que se intergra F al
cromosoma determina la polaridad del cromosma
Hfr.
4. Un extremo de F integrado es el Origen donde
comienza la transferencia y el otro extremo es el
término que NO se transfiere a menos que antes
se haya transferido TODO el cromosoma Hfr.
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Resumen de la Conjugación bacteriana
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1. Eco RI
2. Sa/I
3. tetracycline resistance
4. origin of replication
5. Pstl
6. amplicillin resistance
7. Pst I
8. EcoRI
9. SalI
PLÁSMIDOS
Elementos de ADN extracromosomal, de doble cadena
circular, covalentemente cerrado. Contienen: origen propio
de replicación, sitios de reconocimiento para enzimas de
restricción, marcadores de selección (resistencia a
antibióticos). Presentes en elevado número de copias en la
célula.
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CLASIFICACIÓN DE PLÁSMIDOS
Por su capacidad de transferencia:
-Conjugativos (a través de un pili a otra membrana)
-No conjugativos
Por sus efectos fenotípicos:
-Fertilidad (factores F)
-Plásmidos bacteriocinogénicos (codifican una proteína
tóxica para otras bacterias que no portan ese tipo de
plásmido)
-Plásmidos de resistencia (factores R)
Por el número de copias:
-Relajados (>1000 copias/célula)
-Restringidos (<100 copias/célula)
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Episoma (F’) : Plasmido F con genes bacterianos
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Mapeo por frecuencia de recombinantes
Si seleccionamos leu como marcador: Podemos medir la distancia entre los genes porque todos tienen la misma oportunidad de incorporarse al cromosoma receptor
La frecuencia de recombinación indicará la distancia entre los genes
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Las posibilidades de recombinación que existen:
muy poco frecuente
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leu+ arg - met - 4%
leu+ arg+ met - 9%
leu+ arg+ met+ 87%
leu -- arg 4 u.m. y arg – met 9 u.m.
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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 his tio azi thr tia
6 11 33 48 49 60
cepa 2 mal met tia thr trp
10 17 22 33 57
cepa 3 arg tim met thr
15 21 32 48
cepa 4 his phe arg mal
18 23 35 45
Construye un mapa genético que incluya todos estos marcadores y señala la distancia en minutos entre los pares de genes adyacentes.