GENETICA BACTERIANA

1. GENETICA BACTERIANA Cátedra Microbiología General FACENA – UNNE 2010

2. CROMOSOMA BACTERIANO • Molécula de ADN bicatenario circular • Contiene 1000 a 9000 kilobases (Kb) • Es una unidad de replicación. Tiene un origen de replicación, genes que codifican las proteínas necesarias para la replicación

3. Replicación del cromosoma bacteriano

4. Replicación del cromosoma bacteriano • Es semiconservativa y bidireccional. • La pieza central es la DNA polimerasa. Actúa por el agregado de desoxirribonucleótidos al extremo 3’OH libre de una molécula cebadora o primer. • La DNA polimerasa tiene una función correctora de bases mal apareadas. • Durante la iniciación se alivia el superenrollamiento por acción de la topoisomerasa y las helicasas que separan las cadenas complementarias.

5. Replicación del cromosoma bacteriano • Una de las cadenas puede copiarse en forma continua pero la otra debe hacerlo en fragmentos. • Los fragmentos son luego unidos por la ligasa. • Los cebadores de RNA son removidos y los huecos son rellenados por la DNA polimerasa I.

6. Enzimas de la Replicación Topoisomerasa y Helicasas: alivian el superenrollamiento y separan las cadenas complementarias. DNA pol III : Síntesis de nueva cadena de DNA (incluye actividad correctora) DNA pol I: Remueve cebadores y rellena los huecos de la cadena retrasada Ligasa: Une los fragmentos de la cadena retrasada

7. ELEMENTOS GENETICOS EXTRACROMOSOMALES • plásmidos • episomas

8. PLASMIDOS • Moléculas de DNA de doble cadena circular covalentemente cerradas • Llevan una pequeña parte de la información genética que no es esencial para la vida e la bacteria • Tienen sus propios orígenes de replicación, se replican en forma autónoma • Le confieren a las bacterias propiedades especiales que pueden representar una ventaja con respecto a las bacterias que no lo poseen. Ej. Resistencia a antibióticos. • No son capaces de integrarse al cromosoma.

9. EPISOMAS • Un episoma es un plásmido capaz de existir integrado o no integrado en el cromosoma bacteriano. • Pueden replicarse en forma autónoma pero también pueden integrarse al cromosoma bacteriano y duplicarse junto con el resto de los genes cromosómicos. • Un mismo elemento genético puede existir como plásmido en una bacteria y como episoma en otra.

10. Transferencia de plásmidos conjugativos entre bacterias

11. Resistencia transmisible a drogas Factores de Resistencia • Lós plásmidos a menudo confieren resistencia a los antibióticos a las bacterias que los contienen. • Los factores R o plásmidos R contienen genes que codifican enzimas capaces de destruir o modificar antibióticos. • Algunos plásmidos pueden contener varios genes de resistencia. • Estos genes por lo general se encuentran en un elemento transponible

12. ELEMEMTOS MOVILES o TRANSPONIBLES • SECUENCIAS DE INSERCION (SI) • TRANSPOSONES (TN)

13. SECUENCIAS DE INSERCION • Las SI poseen entre 800 y 1400 pb, y son los elementos transponibles más sencillos. • Contienen solo los genes que codifican las enzimas necesarias para su transposición. • Presentan a ambos lados secuencias terminales cortas inversamente repetidas IR (palindrómicas) de 10 a 40 pb.

14. TRANSPOSONES • Los transposones son secuencias de inserción que contienen genes extra. (Ej. Resistencia a antibióticos) • Los llamados transposones compuestos se componen de una región central que contiene los genes extra, flanqueados a ambos lados por elementos SI, de secuencia idéntica o muy similar.

15. Transposición de transposones • Los transposones son fragmentos discretos de DNA que tienen la propiedad de “saltar” de una posición a otra dentro del cromosoma o del cromosoma a un plásmido o viceversa. • Se trata de un proceso de transposición replicadora y recombinación ilegítima.

16. Los TRANSPOSONES son de gran importancia en la diseminación de la resistencia a antibióticos • Contienen genes de resistencia a antibióticos y desempeñan un papel fundamental en la generación de plásmidos R. • Los plásmidos de múltiple resistencia a fármacos a menudo se originan por acumulación de transposones en un único plásmido. • Dado que los transposones se desplazan entre los plásmidos y los cromosomas primarioslos genes de resistencia pueden intercambiarse produciendo una mayor diseminación de la resistencia a antibióticos.

17. Los elementos móviles tienen efecto mutagénico • Al insertarse en un gen interrumpen la continuidad del código genético • Algunos transposones contienen codones STOP, y pueden bloquear la traducción. • Otros pueden contener promotores, por lo que activan genes cercanos al punto de inserción.

18. Diferencia entre plásmido y transposón • Los transposones son INCAPACES de reproducirse en forma autónoma y de existir con independencia del cromosoma

19. GENOTIPO Y FENOTIPO • Genotipo es el conjunto de los caracteres genéticos que la bacteria posee capaz de transmitirse a la descendencia. • Fenotipo es el conjunto de caracteres manifestados por interacción del genotipo y el medio ambiente

20. Variaciones fenotípicas • Afectan a la mayoría de la población • Son reversibles Las variaciones fenotípicas pueden ser: • Morfológicas • Cromógenas • Enzimáticas • Patogénicas

21. OPERON LACTOSA

22. Variaciones genotípicas • Mutaciones • Transferencia de material genético

23. MUTACIONES Mutación es cualquier alteración permanente en la secuencia de ADN (cambio genotípico) • Son cambios hereditarios. • No necesariamente son irreversibles, ya que existen mecanismos de reparación y reversión. • Pueden ser espontáneas o inducidas por agente mutágenos.

25. MUTACIONES

26. Mutagénesis inducida Agentes Físicos: • Luz UV • Radiaciones de alta energía Agentes Químicos: • Agentes que modifican las purinas o pirimidinas de manera de provocar errores en el apareamiento de bases. Ej. Ácido nitroso y agentes alquilantes. • Agentes que interactúan con el DNA y su estructura secundaria, promoviendo errores en la replicación. Ej. Colorantes de acridina. • Análogos de bases que son incorporados en el DNA y provocan errores de incorporación o de duplicación.

27. Reversión de mutaciones • Un organismo mutante puede recuperar su fenotipo salvaje por una segunda mutación denominada retromutación. • Puede ser una segunda mutación en el mismo sitio afectado por la mutación primitiva (retromutación verdadera) o en un sitio distinto dentro del mismo gen o en otro (mutación supresora). • Producen un cambio compensatorio que restaura la actividad del producto génico alterado.

28. TRANSFERENCIA DE MATERIAL GENETICO Las bacterias intercambian material genético por tres mecanismos fundamentales: • TRANSFORMACION • CONJUGACION • TRANSDUCCION

29. TRANSFORMACION

30. CONJUGACION • La transferencia de genes es producida por el contacto directo de las células dadora y receptora mediado por el pili sexual. • El pili sexual está codificado por el factor de fertilidad F, localizado en un episoma

31. El factor F puede existir en 3 estados: • Como episoma de replicación autónoma: F+ • Como parte integral del cromosoma: Hfr • Como episoma que contiene pequeños fragmentos del cromosoma: F’

32. Hfr Hfr F’ F- F+ F- F’ F- F+ F+ Hfr F’ F’ F-

33. TRANSDUCCION • Fenómeno por el que se transfiere un fragmento de ADN de una bacteria a otra por medio de un fago (ADN bicatenario).

34. CICLO LITICO Y LISOGENICO DE UN FAGO

35. 1.TRANSDUCCION GENERALIZADA

36. 2.TRANSDUCCION RESTRINGIDA O ESPECIALIZADA

37. BIBLIOGRAFIA • Basualdo J. A. y cols. Microbiología Biomédica. Ed. Atlante. Segunda Edición. Año 2006. • Lewin B. Genes VII. Oxford University Press. Año2000. • Sherris. Microbiología Médica. Ryan K. J., Ray C. G. Editorial Mc Graw Hill. 4ta. Edición. Año 2005 • Prescott L. M., Harley J. P., Klein D. A. Microbiología. Editorial Mc Graw Hill - Interamericana. 5ta. Edición, Año 2002. • Pumarola A. y cols. Microbiología y Parasitología Médica. Ed. Masson-Salvat Medicina. Segunda Edición. Año 1987.