Genética bacteriana

1. Genética bacteriana E. coli

2. Selección de mutantes en bacterias Prototrófico : 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. Auxotrófico: Las bacterias son generalmente mutantes y no pueden crecer al menos que se adicionen al medio nutrientes específicos ( Adenina, biotina, metionina, etc.) Resistencia o susceptibilidad a antibióticos

4. Plásmidos Varian en tamaño. En general se replican de manera autónoma. Tienen un origen de replicación y controlan su número de copias.

5. Tipos de plásmidos Plásmidos de fertilidad (F): los cuales contienen información que les permite conjugarse. Plásmidos de resistencia (R ): los cuales contienen genes que pueden constituir resistencia contra antibióticos o venenos. Históricamente conocidos como Factores R. Col-plásmidos: los cuales contienen genes que codifican (determinan la producción de) colinas y proteínas que pueden matar a otra bacteria.

6. Vías de intercambio de genes entre bacterias

7. Transformación bacteriana Incorporación e integración de un ADN extraño al cromosoma bacteriano

8. Transduccion Bacteriofago T4 virulento

10. Ciclo lítico de los fagos (fagos virulentos)

11. Bacteriófago l (temperado) • lítica • lisogénica

12. Transducción generalizada

13. Transducción especializada

14. Integración del bacteriófago

15. Virus de Eucariontes (Retrovirus)

16. Virus de la Influenza

17. Conjugación bacteriana E. coli F+ (Factor de fertilidad) F - Pili F+ Plásmido F *Plásmido F codifica alrededor de 100 genes

18. Descubrimiento del fenómeno de conjugación

19. Las células tienen que estar en contacto para modificarse No hubo modificación genética

20. El plásmido F Genes de conjugación

21. Conjugación

22. Conjugación F+ La cadena sencilla se replica para generar el plásmido F de doble cadena F- F+ F+

23. Conjugación • Resultados de la conjugación • Los receptores adquieren el factor F • Se convierten de F– a F+ • Los plásmidos F pueden adquirir nuevos genes • Se les llama factores F’ • F’ puede introducir genes y alterar el genotipo

24. CepasHfr • 1950s, Luca Cavalli-Sforza descubrió una cepa eficiente en transferir genes cromosómicos • Designada cepa Hfr (high frequency of recombination) • Hfr resultan de la integración del factor F al cromosoma

26. Conjugación Hfr • Conjugación entre una Hfr & F– transfiere una porción del cromosoma del Hfr • Origen de transferencia del factor F • Sitio de inicio y dirección de la transferencia • Toma 1.5-2 hrs la transferencia del cromosoma entero del Hfr • Solamente una porción del genoma del Hfr pasa a la célula F- • Las células F– cells no se transforman en F+ o Hfr • Las células F– adquieren ADN del donador • Se recombina con segmentos homologos en el ADN receptor

27. Conjugación Hfr F– lac+pro– orden de transferencia lac+ – pro+ F– lac+pro+

28. Dos eventos de recombinación

29. La transferencia de ADN no es recíproca La bacteria donadora es la que contribuye con un fracción de material genético a la bacteria receptora El fragmento de DNA donado es llamado exogenotay el genoma receptor el endogenota Una bacteria que contiene el exogenota y el endogenota se conoce comomerocigoto ó diploide parcial a+b+ Exogenota Endogenota a-b-

30. Factores F con genes bacterianos

32. Factor F´

33. Técnica del apareamiento interrumpido • Elie Wollman & François Jacob • En qué se basa: • El cromosoma del Hfr se transfiere linealmente • Se interrumpe la transferencia a diferentes tiempos  diferentes longitudes de ADN han sido transferidas • El orden de los genes en el cromosoma se deduce por el cambio observado en la célula receptora a diferentes tiempos.

34. Mapeo por conjugación interrumpida

36. Hfrstrs azir gal+ lac+ ton+ F-strr azis gal- lac- ton- Mapeo de genes bacterianos usando conjugación

38. Una mutante de E. coli no puede sintetizar triptofano (trp-). Para determinar la localización del gene en el cromosoma, se realizan experimentos de conjugación interrumpida con 4 diferentes Hfr´s que contienen los alelos dominantes de los respectivos genes, mientras que la cepa F- tiene los recesivos. HfrA man+ (1) trp+(9) aro+(17) gal+(20) lac+ (29) thr+ (37) Hfr B trp+ (6) man (14) his (22) tyr (34) met (42) arg (48) HfrC thr (3) ilv+ (20) xyl+ (25) arg+ (33) met+ (39) tyr+ (47) HfrD met+ (2) arg+ (8) xyl+ (16) ilv+ (21) thr+ (38) lac+ (46) Construye la secuencia de genes en el cromosoma, considerando la thr como tiempo 0 thr 0/100

39. Tarea: Construir el siguiente mapa en función a las conjugaciones HFr A: man (1) trp(9) aro(17) gal (20) lac (29) thr (37) HFr B: trp(6) man (14) his(22) tyr (34) met (42) arg(48) HFr C: thr (3) ilv(20) xyl(25) arg(33) met (39) tyr (47) HFr D: met(2) arg(8) xyl(16) ilv(21) thr (38) lac (46) Tomando en cuenta que el genotipo del receptor es: • Conjugación de F- con HFrA por 12 minutos: • HFr A: man (1) trp(9) aro(17) gal (20) lac (29) thr (37) • ¿Cómo será el fenotipo del receptor después de la conjugación?

40. Elementos genéticos transponibles Los elementos de secuencias de inserción (IS) son segmentos de DNA que pueden moverse de una posición cromosómica a otra del mismo cromosoma o diferente. Cuando los IS aparecen en medio de los genes, pueden interrumpir la secuencia codificante e inactivar la expresión del gen. Fueron descubiertos por primera vez en E.coli en el operon gal y son los transposones más simples. Tienen entre 700 y 1500 pb; son frecuentes en bacteriófagos y plásmidos Transposasa

41. Transposones en procariontes Secuencias de inserción (IS)

42. transposon • Repetidos directos– secuencias de DNA que son identicas y van en la misma dirección (5’3’) • Repetidos invertidos- secuencias de DNA que son identicas pero van en direcciones opuestas 5’ ATGACTGAC 3’ 3’ TACTGACTG 5’ 5’ ATGACTGAC3’ 3’ TACTGACTG 5’ y 5’ CTGACTCTT 3’ 3’ GACTGAGAA 5’ 5’ AAGAGTCAG 3’ 3’ TTCTCAGTC 5’ y

43. Transposones compuestos • Contiene genes adicionales no necesarioa para la transposición • Solo las secuencias repetidas invertidas son importantes • para la transposición

44. Plásmidos R con el mapa de transposones

45. Mecanismo de transposición

46. They are in the same direction and are repeated at both ends of the element

47. Dos formas de transposición

48. Transposones de eucariontes Transposones de ADN Retrotransposones

49. Transposones en humano