Fecha: 30/08/15Integrantes: Javier Dejongh 2014117026Eugenia ospino 2014117075Danay Pardo 20141170Anyeline Assia 2014117004

Taller N° 1: Genética Bacteriana

1) Consulte dos fuentes bibliográficas donde expongan el término “mutación bacteriana”, luego explíquelos y confróntelos entre sí argumentando las razones que tuvieron en cuenta los autores para determinar los cambios genéticos entre las bacterias. Adicionalmente, explique con sus propias palabras el siguiente interrogante ¿por qué mutan las bacterias? ¿cuáles son las ventajas y desventajas que puede tener una especie bacteriana mutada? (máximo 1 hoja).

2) El ADN de una célula muerta de Shigella dysenteriae es liberado en el suelo durante el proceso de descomposición y es captado por una cepa de Escherichia coli. Posteriormente, las células de E. coli comenzaron a desarrollar características serológicas y patogénicas distintas a la cepa parental (aquellas que habitan en el intestino grueso de mamíferos). Cuando el hombre ingiere alimentos contaminados por cepas de E. coli modificadas producen fuertes brotes de infecciones y enfermedades como por ejemplo colitis hemorrágica, hemorragias con sangre, cambio renal agudo, anemia, etc. Teniendo en cuenta este planteamiento responda las siguientes preguntas:

a) Con base en los mecanismos de transferencia horizontal genética en microorganismos procariotas, ¿cuál cree usted la que realizó la cepa de E. coli? Argumente su respuesta con mínimo tres fuentes bibliográficas.

b) ¿Qué elementos genéticos pudieron haber participado? Justifique su respuesta.

c) Esquematice un procedimiento de laboratorio donde explique el proceso de recombinación genética descrito en el enunciado.

Solución

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1.La primera fuente bibliográfica “Bacterias con alta tasa de mutación: los riesgos de una vida acelerada”, plantea la mutación como el proceso de alteración genética clave para que se abra paso a la evolución bacteriana .[1] De la misma forma enfatiza que el proceso evolutivo de un ser vivo es mayor cuándo se produce una variabilidad genética ya sea por mutación o por recombinación. Además, afirma que la variabilidad genética es un proceso controlado, por lo que generalmente las bacterias poseen una baja tasa de mutación.El articulo menciona que al ser mutantes muchas bacterias, se vuelven resistentes a ciertos antibióticos, induciéndonos a que uno de los mayores beneficios de este proceso es la resistencia a la variabilidad de condiciones ambientales, haciendo que la bacteria sea más fuerte, sobreviviendo a los cambios adversos.Sin embargo, la otro fuente bibliográfica (la resistencia de las bacterias a los antibióticos ¿un ejemplo apropiado de cambio evolutivo?), refuta esta idea evolucionista de la mutación en las bacterias. El autor que está de acuerdo con la teoría creacionista, menciona que la resistencia a los antibióticos por las bacterias no da soporte para hablar de evolución, puesto la transferencia horizontal o cualquier otro método de transporte no explica el origen de gen. Asimismo coloca diversos ejemplos, entre los que encontramos la resistencia a la eritromicina resultante de una mutación que altera la conformación del gen ARNr 23S, y a pesar de que hubo una pérdida de la actividad enzimática, no se observa ningún ejemplo de la evolución original según lo dicho por el autor .[2]

Las bacterias mutan Cuando se encuentran en fase estacionaria de crecimiento, fase muy frecuente en la naturaleza, la expresión de los genes de reparación de malos emparejamientos disminuye y, como consecuencia, se acumulan errores; sin embargo, cuando la bacteria entra de nuevo en una fase de crecimiento exponencial, la expresión de estos genes vuelve a incrementarse.Este sería un caso de tasa elevada de mutación transitoria y natural. Por otra parte, las bacterias con tasa elevada de mutación que son estables, como consecuencia de una pérdida absoluta de la expresión de uno de los genes de reparación (bien por eliminación a interrupción del gen o simplemente mutación puntual), tienen mayor flexibilidad para intercambiar material genético, incluso con especies evolutivamente divergentes (pérdida de la barrera genética de especie)Según los trabajos de Rosenberg et al y Harris et al, la mayoría de la subpoblación bacteriana con tasas de mutación incrementadas responden al fenotipo transitorio y sólo una minoría son cepas con alta tasa de mutación estables o heredables.Las mutaciones, pueden explicar el surgimiento de la resistencia a los antibióticos dentro del mundo bacteriano, pero implican procesos mutacionales que son contrarios a las predicciones de la evolución. Lo que hacen estas mutaciones es reducir o eliminar la función de las proteínas de transporte o de las porinas, las afinidades de enlace de las proteínas, las actividades de los enzimas, la fuerza motriz protónica, o de los sistemas de control y regulación. En tanto que dichas mutaciones pueden considerarse como «beneficiosas» en

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cuanto que aumentan la tasa de supervivencia de las bacterias en presencia del antibiótico, implican procesos de mutación que no proporcionan un mecanismo genético para una «descendencia común con modificación».

2.

a. Según el planteamiento propuesto, se puede inferir que la cepa de E. coli realizó un mecanismo de transferencia horizontal conocido como transformación. Griffith F. en su artículo The significance of pneumococcal types plantea que la transformación bacteriana implica la adquisición de ADN de los alrededores bacterianos, seguido de la integración del ADN adquirido en el genoma de la célula huésped [3]. La transformación aprovecha la capacidad de muchas bacterias de atrapar material genético libre en el medio, procedente de otras bacterias que hayan sufrido algún tipo de lisis y hayan liberado fragmentos de su ADN [4]. López J. en su artículo Transferencia Genética Horizontal 'La vida se abre camino' publicado en la revista de ciencia fusión de España, afirma que en la transformación, una bacteria puede adquirir ADN desnudo que esté en el medio, procedente de la muerte celular de otro organismo, que en este caso correspondería a la cepa de Escherichia coli que adquiere el ADN presente en el suelo de la célula muerta de Shigella dysenteriae .

b. El genoma, ya que lo que contiene la totalidad de la información genética que posee, es decir, los cromosomas, y las moléculas de ADN de la célula muerta de Shigella dysenteriae; encimas como la recombinasas, ya que catalizan las reacciones de recombinación natural, en este caso no homologa.

c.

BIBLIOGRAFÍA

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1. Galán J, Baquero María, Morosini María, Baquero Fernando.2006.Bacterias con alta tasa de nutrición: los riesgos de una vida acelerada. Asociación Colombiana de infectología Servicio de Microbiología, Hospital Universitario Ramón y Cajal, Crta de Colmenar Km. 9,100, 28034 Madrid. España.(Disponible en: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0123-93922006000100004).

2. Anderson Kevin L. 2005. La resistencia de las bacterias a los antibióticos —¿un ejemplo apropiado de cambio evolutivo? Creation Research Society Quarterly, Vol. 41(4)318-326, España (Disponible en: http://www.sedin.org/PDFS/bact_resist.pdf)

3. Griffith F. The significance of pneumococcal types. J Hyg (Lond) 1928; 27(2):113–59.

4. Fibao. 2014. Medicina molecular, transferencia horizontal. Disponible en: http://medmol.es/glosario/transferencia_horizontal/

5. López J. 2001. Transferencia Genética Horizontal. 'La vida se abre camino'. Disponible en: http://www.revistafusion.com/201002051399/Ciencia/Ciencia/transferencia-genetica-horizontal-la-vida-se-abre-camino.htm.