genetica microbiana (microbiologia)
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Universidad Autónoma de Nuevo Leon
Facultad de Medicina
Genética Microbiana
Grupo:03
Genética microbiana
La ciencia de la genética define y analiza la herencia.
La unidad básica de la herencia es el genSegmento de DNA que codifica en su secuencia
de nucleótidos información para propiedades fisiológicas específicas.
Genotipo-Fenotipo
Organización de los genesLa información genética en las bacterias se
almacena como una secuencia de bases de DNA. En bacteriofagos y virus la información genética
puede almacenarse como secuencias de RNA
El RNA se encuentra en forma de una sola tira (monocaternario)
La función del RNA es la comunicación de la secuencia génica del DNA en forma de RNA mensajero a los ribosomasTranscripciónTraducción
Genoma de las células eucariotas
El genoma es la totalidad de información genética en un organismo
Las células eucariotas diploides contienen dos homólogos de cada cromosoma.
Las mutaciones, o cambios genéticos, con frecuencia no pueden detectarse en las células diploides porque la contribución de una copia génica compensa los cambios en la función de su homólogo
Los efectos de las mutaciones pueden diferenciarse con facilidad en las células haploides, que transportan una sola copia de la mayor parte de los genes
Un gen que no logra su expresión fenotípica en presencia de gen o su homólogo es un gen recesivo
Un gen que suprime los efectos de su homólogo es de tipo dominante.
La células eucariotas contienen mitocondrias y en algunos casos cloroplastos
En dichos organelos existe una molécula circular de DNA que contiene unos cuantos genes cuya función se relaciona con el organelo en particular
Las Levaduras contienen elementos genéticos adicionales, un DNA independiente en replicación circular de 2 μm (PLASMIDO)
El tamaño pequeño de los plásmidos los hace susceptibles a la manipulación genética y, después su alteración
El DNA se encuentra en grandes cantidades en las células eucariotas se asocia con poca frecuencia con las regiones de codificación y se ubica principalmente en regiones extragénicas
Muchos genes eucariotas son interrumpidos por intrones, secuencias interpuestas de DNA que se pierden en el mRNA procesado cuando se traducen
Genoma de células procariotas
La mayor parte de genes procariotas son transportados en los cromosomas bacterianos.
La mayoria de los genes bacterianos son haploides
La mayor parte de los genomas procariotas (90%) consiste en una sola molécula de DNA circular
Brucella melitensis, Burkholderia pseudomallei y Vibrio cholerae
Los círculos de DNA están cerrados por enlaces covalentes (cromosomas y plásmidos bacterianos), que contienen la información genética necesaria para su propia replicación, lo que se denomina replicones.
Las procariotas no contienen un núcleo, y por tanto no existe una membrana que separa de los genes bacterianos del citoplasma, como ocurre en las células eucariotas
Algunas especies bacterianas son eficientes al causar enfermedades en organismos superiores porque poseen genes específicos que actúan como determinantes patógenos. Estos genes a menudo se agrupan en el DNA, lo que se conoce como isla de patogenicidad
Los genes esenciales para el desarrollo bacteriano son transportados en los cromosomas
Los plásmidos transportan genes relacionados con funciones especializadas
Los transposones son elementos genéticos que contienen varios genes, lo que incluye aquellos necesarios para la migración de un locus genético a otro.
De esta formar mutaciones de inserción. La participación de transposones relativamente cortos conocidos como elementos de inserción, producen la mayor parte de las mutaciones de inserción
Estos elementos de inserción (también conocidos como elementos de secuencias de inserción [IS, insertion sequence]) transportan sólo los genes para las enzimas necesarias
Con el fin de favorecer su propia transposición a otro locus genético, pero no pueden replicarse por sí mismos. Casi todas las bacterias transportan elementos IS y cada especie porta sus propias características.
Los plásmidos también portan elementos IS, que son importantes para la formación de cepas recombinantes de alta frecuencia
Los transposones complejos portan genes para funciones especializadas como resistencia a antibióticos y están rodeados por secuencias de inserción.
A diferencia de los plásmidos, los transposones no contienen la información genética necesaria para su propia replicación.
GENOMA VIRAL
Los virus son agentes infecciosos microscópicos que sólo puede multiplicarse dentro de las células de otros organismos.
Por lo tanto no puede proliferar en ausencia de una célula hospedadora
Para que un virus se pueda propagar con éxito se necesita:
1. una forma estable que permita que el virus sobreviva en ausencia de su hospedador.
2. Un mecanismo invasivo.3. Información genética para la
replicación de los componentes virales
4) información adicional necesaria para el empaquetamiento de los componentes virales y la liberación del virus.
Los virus relacionados con las células procariotas se llaman bacteriófagos o fagos.
Están cubiertos de una capa proteica en cuyo interior esta su material genético DNA o RNA.
Muestran una amplia gama de morfologías: similar a jeringas,cubicos,filamentosos, pleomorficos etc.
Los fagos pueden diferenciarse en su modo de propagación:FAGOS LÍTICOS: producen muchas copias de si mismos
conforme destruyen la célula hospedadora.
LOS FAGOS ATEMPERADOS : su genoma se ha incorporado a la bacteria huésped. (estado liso génico o profago elíptico)
Las bacterias que portan un profago se llaman lisogenas, puede desencadenar un ciclo lítico que da origen a la destrucción de la célula hospedadora la liberación de muchas copias del bacteriófago.
FAGOS FILAMENTOSOS: Sus fi lamentoscontienen DNA monocatenario que forma complejos con proteínas y
presentan extrusión desde la célula hospedadora, la cual se debilita pero no muere.
Los fagos liticos producen muchas copias de si mismosen un solo brote de crecimiento. Los fagos
atemperados seestablecen en la forma de profagos ya sea al volverse
parte deun replicon establecido (cromosoma o plasmido) o al
formar unreplicon independiente.
Bacteriófagos: replicación
BacteriófagosEl dsDNA de muchos fagos liticos es lineal y la primera etapa en su replicacion es la formacion de DNA circular. Este proceso depende de extremos de cohesión, complementarios monocatenarios de DNA que se hibridizan. El desdoblamiento de esta estructura circular produce DNA lineal que se empaca en cubiertas proteinicas para formar la progenie de los fagos.
El ssDNA de los fagos filamentosos se convierte a una forma de replicacion circular bicatenaria. Una cadena de las formas de replicacion se utiliza como plantilla en un proceso continuo que produce DNA monocatenario.
Los fagos ssRNA se encuentran entre las particulas extracelulares mas pequenas que contienen informacion que permite su propia replicacion.
El ssRNA producido por la forma replicativa es la parte principal de esta nueva particula infecciosa. El mecanismo de propagacion del bacteriofago de RNA a traves de intermediarios de RNA contrasta fuertemente con la propagacion de retrovirus, RNAvirus animales que utilizan RNA como plantilla para la sintesis de DNA.
Los profagos contienen genes necesarios para la replicacion litica (tambien conocida como replicacion vegetativa) y la expresion de estos genes se conserva reprimida durante el mantenimiento del estado de profago.
Intercambio de material genéticoIntercambio de material genético
Transferencia Transferencia génicagénica
VentajasVentajas
DNA transferidoDNA transferido
BacteriófagoBacteriófago
TransformaciónTransformación
Conjugación
La conjugación se produce en la mayoría de las eubacterias.
Entre bacterias de una misma especie.Bacterias de especies relacionadas Entre procariotas y células vegetales, animales y micóticas.
La conjugación produce una transferencia unidireccional de ADN desde una célula donante (célula macho) a una célula receptora (célula hembra) a través del pilus sexual.
Las bacterias grampositivas que llevan a cabo una conjugación R (resistencia antibiótica), se aceran por medio de una molécula de adhesina en lugar de a través de un pilus.
El tipo de acoplamiento depende de la presencia o ausencia de un plásmido conjugativo, como el plásmido F de E. coli.
El plásmido F contiene todos los genes necesarios para su propia transferencia.
Este se transfiere a si mismo, convirtiendo a las células receptoras en macho F.
Como consecuencia de la fragilidad de la conexión entre las células implicadas, la transferencia se puede interrumpir antes de finalizar el proceso.
Mutación, Reparación y
Recombinación
Mutación: Cualquier modificación de la secuencia de bases del DNA
Reparación: Restauración de la función o forma original de un gen
Recombinación: Incorporación de DNA extracromosómico en el cromosoma
MutaciónPuede ser positiva o negativaTiene una frecuencia de 10-6 a 10-8 en bacteriasFrecuentemente ocurre de forma espontanea
Tipos de Mutaciones
1-Inserción2-Deleción3-Sustitución--------E. Coli, una vez cada 10104-Reordenamiento----Linfocitos B5-Duplicacion6-Transposicion o inversion
En una sola baseTransición (purina-purina)Transversión (purina-primidina)Mutacion silenciosaMutacion de sentido erróneo +mutacion conservadoraMutacion sin sentidoMutacion condicional
Mutacion en Varias basesMutacion de desfase de lecturaMutaciones nulas
MutagenosFisicos -Rayos UV -Rayos X
Quimicos -Analogos de nucleotidos
-Mutagenos de desface de lectura-Reactivas al DNA
***Cepas mutantes
ReparacionReparacion Directo del DNAReparacion por escisionReparacion posreplicacionRespuesta SOSReparacion propensa a error
Reversion FenotipicaReversion GenotipicaMutacion de supresion intragenica
extragenica
RecombinacionRecombinacion homologa (legitima)
Recombinacion no homologa (ilegitima)
Trabajo de Weigel
Staphylococcus aureus resistente a vancomicina
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