GENETICA BACTERIANA

Las bacterias poseen todos

los componentes requeridos

para reproducirse, cosechar

y utilizar la energía del

ambiente.

Se reproducen rápidamente,

una célula da origen a dos

idénticas en cada ciclo de

división, produciendo un

colonia de individuos

idénticos.

Suspensión celular bacteriana Suspensión plaqueada en

caja con agar

Incubación 1 – 2 días

Caja Petri con agar

Células individuales invisibles a simple vista

Colonias visibles procedentes de una célula individual (mismo genotipo y fenotipo)

Prototróficas : 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.

Auxotróficas : Las bacterias son generalmente mutantes y no pueden crecer a menos que se adicionen al medio nutrientes específicos (Adenina, biotina, metionina, etc.)

Resistencia o susceptibilidad a antibióticos

Mutantes bacterianas

Marcadores Genéticos

Requiere biotina como suplemento

Requiere arginina como suplemento

Requiere metionina como suplemento

No puede utilizar lactosa como fuente de carbono

No puede utilizar galactosa como fuente de carbono

Resistente al antibiótico estreptomicina

Susceptible al antibiótico estreptomicina

Medio mínimo: medio sintetico básico para el crecimiento bacteriano sin nutrientes adicionales

Transferencia genética horizontal

Transferencia genética vertical

Formas de Transferencia horizontal de genes entre bacterias

1.

3. 2.

4.

GENOTIPO

FENOTIPO

E. coli

Pili

F+

F+ (Factor de fertilidad)

F -

Plásmido F

*Plásmido F codifica alrededor de 100 genes

William Hayes, 1953 Conjugación bacteriana

La bacteria donadora es la que contribuye con una

fracción de material genético a la bacteria receptora

El fragmento de DNA donado es llamado exogenota

y el genoma receptor el endogenota

Una bacteria que contiene ambos DNAs, el

exogenota y el endogenota es merocigoto

a+ b+

a b

Exogenota

Endogenota

¿Qué nos indica este evento de Conjugación?

¿Es el plásmido F el responsable de fenotipo

WT después de la Conjugación?

¡La frecuencia de transferencia de F es mayor a la

frecuencia de recombinantes para marcadores genéticos!

F +

F –

High Frequency of

Recombination

Dos eventos de recombinación

El bajo nivel de transferencia de marcadores genéticos se debe

a la presencia de unas pocas celulas Hfr en la población F+

Experimentos de conjugación interrumpida

Wollman y Jacob, 1957

F- strr × Hfr strs

Str +

azis

tons

lac

gal

azir

tonr

lac+

gal+

Después de 2 h

algunos exconjugantes

se convierten en Hfr

F d c b a O

La inserción de plásmido F en el cromosoma bacteriano puede ocurrir en diferentes lugares mediante recombinación (sitios IS y Tn1000 )

Integración del plásmido F al cromosoma

O

O

a+

a–

a+

+

a– No viable

Viable

No viable

Merocigoto

Recombinación entre exogenote y endogenote

¡ El entrecruzamiento debe ser Doble !

Recombinantes

recíprocos

Conclusiones:

1. El cromosoma de E. coli es circular.

2. El plasmido F es circular.

3. La orientación en la que se intergra F al

cromosoma determina la polaridad del cromosma

Hfr.

4. Un extremo de F integrado es el Origen donde

comienza la transferencia y el otro extremo es el

término que NO se transfiere a menos que antes

se haya transferido TODO el cromosoma Hfr.

Resumen de la Conjugación bacteriana

1. Eco RI

2. Sa/I

3. tetracycline resistance

4. origin of replication

5. Pstl

6. amplicillin resistance

7. Pst I

8. EcoRI

9. SalI

PLÁSMIDOS

Elementos de ADN extracromosomal, de doble cadena

circular, covalentemente cerrado. Contienen: origen propio

de replicación, sitios de reconocimiento para enzimas de

restricción, marcadores de selección (resistencia a

antibióticos). Presentes en elevado número de copias en la

célula.

CLASIFICACIÓN DE PLÁSMIDOS

Por su capacidad de transferencia:

-Conjugativos (a través de un pili a otra membrana)

-No conjugativos

Por sus efectos fenotípicos:

-Fertilidad (factores F)

-Plásmidos bacteriocinogénicos (codifican una proteína

tóxica para otras bacterias que no portan ese tipo de

plásmido)

-Plásmidos de resistencia (factores R)

Por el número de copias:

-Relajados (>1000 copias/célula)

-Restringidos (<100 copias/célula)

Episoma (F’) : Plasmido F con genes bacterianos

Mapeo por frecuencia de recombinantes

Si seleccionamos leu como marcador: Podemos medir la distancia entre los genes porque todos tienen la misma oportunidad de incorporarse al cromosoma receptor

La frecuencia de recombinación indicará la distancia entre los genes

Las posibilidades de recombinación que existen:

muy poco frecuente

leu+ arg - met - 4%

leu+ arg+ met - 9%

leu+ arg+ met+ 87%

leu -- arg 4 u.m. y arg – met 9 u.m.

En un experimento de conjugación interrumpida con cuatro cepas Hfr, se encontró que

cada una transfería distintos marcadores genéticos a la cepa F en los tiempos de interrupción que a continuación se señalan:

Marcadores y tiempo en minutos

cepa 1 phe his tio azi thr tia

6 11 33 48 49 60

cepa 2 mal met tia thr trp

10 17 22 33 57

cepa 3 arg tim met thr

15 21 32 48

cepa 4 his phe arg mal

18 23 35 45

Construye un mapa genético que incluya todos estos marcadores y señala la distancia en minutos entre los pares de genes adyacentes.