Tema 14. Principios de Gentica Bacteriana. Variaciones Bacterianas. Mutaciones.

Tema 15. Recombinacin.

Tema 16. Transferencia de material gentico en bacterias: Transformacin. Conjugacin. Transduccin.

Tema 17. Ingeniera gentica. Tcnicas y Aplicaciones.

BLOQUE III. MICROORGANISMOS PROCARIOTICOS

III.C. GENTICA BACTERIANA

1.- Definicin y descubrimiento- Experiencia de Griffith- Experiencias de Avery y colaboradores

2.- Caractersticas - Estado de competencia- Otras caractersticas

3.- Mecanismo de la transformacin- Transformacin en bacterias Gram positivas

- Transformacin en S. pneumoniae- Caractersticas- Etapas

- Transformacin en bacterias Gram negativas- Transformacin en H. influenzae- Caractersticas- Etapas

4.- Transformacin artificial

Tema 16. Transferencia del material gentico1. Transformacin

Transformacin: captacin por una clula receptora de DNA desnudo procedente de la lisis de una clula donadora y que se encuentra en el medio que lo rodea

1.- Definicin y descubrimiento

Variacin hereditaria

Donador Receptor

Lisis celular

DNA libre

recombinacin

Mecanismo natural de adquisin de material gentico

Streptococcuspneumoniae (cepa R)

Streptococcuspneumoniae (cepa S)

Descubrimiento por Fred Griffith (1928)

Capsulada

Infeccin

Mutantes sin cpsula

NO Infeccin

Descubrimiento por Fred Griffith

Streptococcuspneumoniae (cepa R)

NO Infeccin

Streptococcuspneumoniae (cepa S)

Infeccin

Descubrimiento por Fred Griffith

S. pneumoniae (cepa S)muertas por calor

NO Infeccin

S. pneumoniae (cepa R) vivas

S. pneumoniae (cepa S)muertas por calor

+

Infeccin

Transformacincepas NO virulentas virulentas

Descubrimiento por Fred Griffith

Avery MacLeod MacCarthy

Experiencias de Avery y colaboradores

Qu componente de los neumococos virulentos muertos por el calor es el responsable de la transformacin de Griffith?

Experiencias de Avery y colaboradores

Componentes de los extractos de neumococos

Experiencias de Avery y colaboradores

El DNA es el principio transformador de Griffith y es la molcula que transporta la informacin gentica

Avery MacLeod MacCarthy

Watson y Crick, 19531962

1.- Definicin y descubrimiento- Experiencia de Griffith- Experiencias de Avery y colaboradores

2.- Caractersticas - Estado de competencia- Otras caractersticas

3.- Mecanismo de la transformacin- Transformacin en bacterias Gram positivas

- Transformacin en S. pneumoniae- Caractersticas- Etapas

- Tansformacin en bacterias Gram negativas- Transformacin en H. influenzae- Caractersticas- Etapas

4.- Transformacin artificial

Tema 16. Transferencia del material gentico1. Transformacin

2. Caractersticas de la transformacin

1. La Pared Celular de la clula receptora debe estar intacta

2. El fragmento de DNA donador debe tener un tamao determinado y ser de doble cadena.

3. Para cada evento de transformacin basta la interaccin de una sola molcula de DNA con la clula receptora.

4. El DNA que penetra en la clula receptora debe de recombinarse para que se transmitan las caractersticas a la descendencia.

5. La clula receptora debe ser competente.

en estado competente

Factores que influyen en el estado de competencia:

-nmero de clulas o densidad celular del cultivo-fase de crecimiento-existencia de nutrientes-condiciones ambientales (pH, T, etc)

1.- Definicin y descubrimiento- Experiencia de Griffith- Experiencias de Avery y colaboradores

2.- Caractersticas - Estado de competencia- Otras caractersticas

3.- Mecanismo de la transformacin- Transformacin en bacterias Gram positivas

- Transformacin en S. pneumoniae- Caractersticas- Etapas

- Tansformacin en bacterias Gram negativas- Transformacin en H. influenzae- Caractersticas- Etapas

4.- Transformacin artificial

Tema 16. Transferencia del material gentico1. Transformacin

1. Fijacin del DNA a la superficie celular

-Protena FAC(factor de activacin de la competencia)

Alta densidad celular

-Sntesis de protenas especficas

a) Autolisinas

Unin receptores superficie

b) Protenas de unin al DNA

c) Nucleasa

Unin extremo 3

a) Transformacin en bacterias Gram positivasModelo: Streptococcus pneumoniae

1. Fijacin del DNA a la superficie celular

2. Entrada del DNA-Penetra cadena 3 5

- 5 3: Degradacin (E)

DNAmc + protenas especficas

Complejo de elipse

a) Transformacin en bacterias Gram positivas

1. Fijacin del DNA a la superficie celular

2. Entrada del DNA

3. Recombinacin del DNA

DNA con homologa recombinacin

RecARecombinacin homloga o generalizada

a) Transformacin en bacterias Gram positivas

Modelo de Fox

1. Fijacin del DNA a la superficie celular

2. Entrada del DNA

3. Recombinacin del DNA

a) Transformacin en bacterias Gram positivas

5----AAGTGCGGTCA-----3

1. Unin del DNA a la superficie celular

DNA + protenas membrana externa

Invaginacionestransformosomas

Degradacin de una cadena(periplasma)

DNAmc(citoplasma)

b) Transformacin en bacterias Gram negativasModelo: Haemophilus influenzae

1. Unin del DNA a la superficie celular

2. Recombinacin del DNA

b) Transformacin en bacterias Gram negativas

Modelo de Fox

DNA con homologa recombinacin

RecARecombinacin homloga o generalizada

Transformacin en bacterias Gram negativas y positivas

1.- Definicin y descubrimiento- Experiencia de Griffith- Experiencias de Avery y colaboradores

2.- Caractersticas - Estado de competencia- Otras caractersticas

3.- Mecanismo de la transformacin- Transformacin en bacterias Gram positivas

- Transformacin en S. pneumoniae- Caractersticas- Etapas

- Transformacin en bacterias Gram negativas- Transformacin en H. influenzae- Caractersticas- Etapas

4.- Transformacin artificial

Tema 16. Transferencia del material gentico1. Transformacin

4.- Transformacin artificial

Escherichia coli

Modelo experimentos Biologa Molecular

tratamiento con iones calcio y mantenimiento en froObtencin clulas competentes bacterias GRAM NEGATIVAS

poros

tratamiento con iones calcio y mantenimiento en fro

Transformacin en bacterias GRAM NEGATIVAS:

Transformacin

Transformacin artificial en bacterias GRAM POSITIVAS:

-Obtencin de protoplastos

1. Tratamiento con enzimas tipo lisozima o peptidasas

Gram-positivas Protoplastos

2. Inhibicin de la sntesis de murena (antibiticos, etc)

Forma esfrica

Electroporacin

Pulsos elctricos controlados(milisegundos)

EJEMPLO DE UN EXPERIMENTO DE TRANSFORMACINPlsmido recombinante Clula competente

Clula transformada

Plsmido recombinante Clula competente

Clula transformada

Objeto: introducir en clulas competentes de Escherichia coli, ADN plasmdico que codifique

resistencia a ampicilina

4.- Transformacin en la naturaleza

-Mecanismo natural de adquisin de material gentico

Baja frecuencia:

- Fragmento de tamao limitado (15 Kb)

- El exogenote tiene que:-superar sistema modificacin-restriccin-recombinarse-expresarse