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GENETICA BACTERIANA Cátedra Microbiología  General FACENA – UNNE 2007
CROMOSOMA BACTERIANO <ul><li>Molécula de ADN bicatenario circular </li></ul><ul><li>Contiene 1000 a 9000 kilobases (Kb) </...
Replicación del cromosoma bacteriano
Replicación del cromosoma bacteriano <ul><li>Es semiconservativa y bidireccional.  </li></ul><ul><li>La pieza central es l...
<ul><li>Una de las cadenas puede copiarse en forma continua pero la otra debe hacerlo en fragmentos.  </li></ul><ul><li>Lo...
Enzimas de la Replicación <ul><li>DNA pol III :  Síntesis de nueva cadena de DNA (incluye actividad correctora) </li></ul>...
ELEMENTOS  GENETICOS EXTRACROMOSOMALES <ul><li>plásmidos </li></ul><ul><li>episomas </li></ul>
PLASMIDOS <ul><li>Moléculas de DNA de doble cadena circular covalentemente cerradas  </li></ul><ul><li>Llevan una pequeña ...
EPISOMAS <ul><li>Un  episoma  es un plásmido capaz de existir integrado o no integrado en el cromosoma bacteriano.  </li><...
Plásmidos <ul><li>Plásmidos conjugativos : Se transfieren de una bacteria a otra en forma autónoma. </li></ul><ul><li>Plás...
Transferencia de plásmidos conjugativos entre bacterias
Resistencia transmisible a drogas <ul><li>Factor R </li></ul><ul><li>La resistencia a múltiples antibióticos se produce po...
ELEMEMTOS MOVILES o TRANSPONIBLES <ul><li>SECUENCIAS DE INSERCION (SI)  </li></ul><ul><li>TRANSPOSONES (TN) </li></ul>
SECUENCIAS DE INSERCION <ul><li>Las SI poseen entre 800 y 1400 pb, y son los elementos transponibles más sencillos. </li><...
TRANSPOSONES <ul><li>Los transposones son secuencias de inserción que contienen genes extra. (Ej. Resistencia a antibiótic...
Transposición de transposones <ul><li>Los transposones son fragmentos discretos de DNA que tienen la propiedad de “saltar”...
Los TRANSPOSONES son de gran importancia en la diseminación de la resistencia a antibióticos <ul><li>Contienen genes de re...
Los elementos móviles tienen efecto mutagénico <ul><li>Al insertarse en un gen interrumpen la continuidad del código genét...
GENOTIPO Y FENOTIPO <ul><li>Genotipo es  el conjunto de los caracteres genéticos que la bacteria posee capaz de transmitir...
Variaciones fenotípicas <ul><li>Afectan a la mayoría de la población </li></ul><ul><li>Son reversibles </li></ul><ul><li>L...
OPERON LACTOSA
Variaciones genotípicas <ul><li>Mutaciones   </li></ul><ul><li>Transferencia de material genético </li></ul>
MUTACIONES <ul><li>Son cambios hereditarios.  </li></ul><ul><li>No necesariamente son irreversibles, ya que existen mecani...
Diversos efectos posibles Transposones o secuencias de inserción Inversión Corrimiento del marco de lectura, que casi siem...
MUTACIONES
Mutagénesis inducida <ul><li>Agentes Físicos:  </li></ul><ul><li>Luz UV  </li></ul><ul><li>Radiaciones de alta energía </l...
Reversión de mutaciones <ul><li>Un organismo mutante puede recuperar su fenotipo salvaje por una segunda mutación denomina...
TRANSFERENCIA DE MATERIAL GENETICO <ul><li>Las bacterias intercambian material genético por tres mecanismos fundamentales:...
TRANSFORMACION
CONJUGACION <ul><li>La transferencia de genes es producida por el contacto directo de las células dadora y receptora media...
F+ F- F’ Hfr F- F- F+ F+ Hfr F- F’ F’
TRANSDUCCION <ul><li>Fenómeno por el que se transfiere un fragmento de ADN de una bacteria a otra por medio de un fago (AD...
CICLO LITICO Y LISOGENICO DE UN FAGO
1.TRANSDUCCION GENERALIZADA
2.TRANSDUCCION RESTRINGIDA O ESPECIALIZADA
BIBLIOGRAFIA <ul><li>Basualdo J. A. y cols.  Microbiología Biomédica . Ed. Atlante. Segunda Edición. Año 2006. </li></ul><...
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Genetica Bacteriana

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Genetica Bacteriana

  1. 1. GENETICA BACTERIANA Cátedra Microbiología General FACENA – UNNE 2007
  2. 2. CROMOSOMA BACTERIANO <ul><li>Molécula de ADN bicatenario circular </li></ul><ul><li>Contiene 1000 a 9000 kilobases (Kb) </li></ul><ul><li>Es una unidad de replicación. Tiene un origen de replicación, genes que codifican las proteínas necesarias para la replicación </li></ul>
  3. 3. Replicación del cromosoma bacteriano
  4. 4. Replicación del cromosoma bacteriano <ul><li>Es semiconservativa y bidireccional. </li></ul><ul><li>La pieza central es la DNA polimerasa. Actúa por el agregado de desoxirribonucleótidos al extremo 3’OH libre de una molécula cebadora o primer . </li></ul><ul><li>La DNA polimerasa tiene una función correctora de bases mal apareadas. </li></ul><ul><li>Durante la iniciación se alivia el superenrollamiento por acción de la topoisomerasa y las helicasas que separan las cadenas complementarias. </li></ul>
  5. 5. <ul><li>Una de las cadenas puede copiarse en forma continua pero la otra debe hacerlo en fragmentos. </li></ul><ul><li>Los fragmentos son luego unidos por la ligasa. </li></ul><ul><li>Los cebadores de RNA son removidos y los huecos son rellenados por la DNA polimerasa I. </li></ul>Replicación del cromosoma bacteriano
  6. 6. Enzimas de la Replicación <ul><li>DNA pol III : Síntesis de nueva cadena de DNA (incluye actividad correctora) </li></ul>DNA pol I: Remueve cebadores y rellena los huecos de la cadena retrasada Topoisomerasa y H elicasas: alivian el superenrollamiento y separan las cadenas complementarias. Ligasa: Une los fragmentos de la cadena retrasada
  7. 7. ELEMENTOS GENETICOS EXTRACROMOSOMALES <ul><li>plásmidos </li></ul><ul><li>episomas </li></ul>
  8. 8. PLASMIDOS <ul><li>Moléculas de DNA de doble cadena circular covalentemente cerradas </li></ul><ul><li>Llevan una pequeña parte de la información genética que no es esencial para la vida e la bacteria </li></ul><ul><li>Tienen sus propios orígenes de replicación, se replican en forma autónoma </li></ul><ul><li>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. </li></ul><ul><li>No son capaces de integrarse al cromosoma. </li></ul>
  9. 9. EPISOMAS <ul><li>Un episoma es un plásmido capaz de existir integrado o no integrado en el cromosoma bacteriano. </li></ul><ul><li>Pueden replicarse en forma autónoma pero también pueden integrarse al cromosoma bacteriano y duplicarse junto con el resto de los genes cromosómicos. </li></ul><ul><li>Un mismo elemento genético puede existir como plásmido en una bacteria y como episoma en otra. </li></ul>
  10. 10. Plásmidos <ul><li>Plásmidos conjugativos : Se transfieren de una bacteria a otra en forma autónoma. </li></ul><ul><li>Plásmidos movilizables : Son movilizados por otro plásmido conjugativo con el cual se cointegran. </li></ul><ul><li>Plásmidos relajados : Existen en múltiples copias por célula. </li></ul><ul><li>Plásmidos restringidos : Una única copia o pocas copias por célula </li></ul><ul><li>Plásmidos incompatibles : Dos plásmidos son incompatibles cuando no pueden coexistir establemente en una misma célula </li></ul>
  11. 11. Transferencia de plásmidos conjugativos entre bacterias
  12. 12. Resistencia transmisible a drogas <ul><li>Factor R </li></ul><ul><li>La resistencia a múltiples antibióticos se produce por la adquisición de un elemento extracromosómico conocido como factor de resistencia o Factor R. </li></ul><ul><li>Muchos factores de resistencia de bacterias gram negativas son plásmidos conjugativos. </li></ul><ul><li>El factor de resistencia tiene dos unidades funcionales: </li></ul><ul><ul><ul><li>- Factor sexual o factor de transferencia de la resistencia. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>- Determinante-r: Confiere resistencia. </li></ul></ul></ul>
  13. 13. ELEMEMTOS MOVILES o TRANSPONIBLES <ul><li>SECUENCIAS DE INSERCION (SI) </li></ul><ul><li>TRANSPOSONES (TN) </li></ul>
  14. 14. SECUENCIAS DE INSERCION <ul><li>Las SI poseen entre 800 y 1400 pb, y son los elementos transponibles más sencillos. </li></ul><ul><li>Contienen solo los genes que codifican las enzimas necesarias para su transposición . </li></ul><ul><li>Presentan a ambos lados secuencias terminales cortas repetidas e invertidas (palindrómicas) de 10 a 40 pb. </li></ul>
  15. 15. TRANSPOSONES <ul><li>Los transposones son secuencias de inserción que contienen genes extra. (Ej. Resistencia a antibióticos) </li></ul><ul><li>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. </li></ul>
  16. 16. Transposición de transposones <ul><li>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. </li></ul><ul><li>Se trata de un proceso de transposición replicativa y recombinación ilegítima . </li></ul>
  17. 17. Los TRANSPOSONES son de gran importancia en la diseminación de la resistencia a antibióticos <ul><li>Contienen genes de resistencia a antibióticos y desempeñan un papel fundamental en la generación de plásmidos R. </li></ul><ul><li>Los plásmidos de múltiple resistencia a fármacos a menudo se originan por acumulación de transposones en un único plásmido. </li></ul><ul><li>Dado que los transposones se desplazan entre los plásmidos y los cromosomas primarios los genes de resistencia pueden intercambiarse produciendo una mayor diseminación de la resistencia a antibióticos. </li></ul>
  18. 18. Los elementos móviles tienen efecto mutagénico <ul><li>Al insertarse en un gen interrumpen la continuidad del código genético </li></ul><ul><li>Algunos transposones contienen codones STOP, y pueden bloquear la traducción. </li></ul><ul><li>Otros pueden contener promotores, por lo que activan genes cercanos al punto de inserción. </li></ul>
  19. 19. GENOTIPO Y FENOTIPO <ul><li>Genotipo es el conjunto de los caracteres genéticos que la bacteria posee capaz de transmitirse a la descendencia. </li></ul><ul><li>Fenotipo es el conjunto de caracteres manifestados por interacción del genotipo y el medio ambiente </li></ul>
  20. 20. Variaciones fenotípicas <ul><li>Afectan a la mayoría de la población </li></ul><ul><li>Son reversibles </li></ul><ul><li>Las variaciones fenotípicas pueden ser: </li></ul><ul><li>Morfológicas </li></ul><ul><li>Cromógenas </li></ul><ul><li>Enzimáticas </li></ul><ul><li>Patogénicas </li></ul>
  21. 21. OPERON LACTOSA
  22. 22. Variaciones genotípicas <ul><li>Mutaciones </li></ul><ul><li>Transferencia de material genético </li></ul>
  23. 23. MUTACIONES <ul><li>Son cambios hereditarios. </li></ul><ul><li>No necesariamente son irreversibles, ya que existen mecanismos de reparación y reversión. </li></ul><ul><li>Pueden ser espontáneas o inducidas por agente mutágenos. </li></ul>Mutación es cualquier alteración permanente en la secuencia de ADN (cambio genotípico)
  24. 24. Diversos efectos posibles Transposones o secuencias de inserción Inversión Corrimiento del marco de lectura, que casi siempre da lugar a un codón sin sentido y a un péptido trunco. Acridina Microadición o adición puntual: Inserción de 1 o 2 nucleótidos. Gen interrumpido que da lugar a un producto trunco. Transposones o secuencias de inserción Macroadición: inserción de un segmento grande de nucleótidos Adición Corrimiento del marco de lectura, que casi siempre da lugar a un codón sin sentido y a un péptido trunco. HNO 2, radiación, agentes alquilantes. Microdeleción o deleción puntual. Supresión de 1 o dos nucleótidos Péptido trunco HNO 2, radiación, agentes alquilantes. Macrodeleción: supresión de un segmento grande de nucleótidos Deleción Espontánea. Transversión: purina sustituida por pirimidina o viceversa. Si se forma un codón sin sentido, péptido trunco. Si se forma un codón de sentido erróneo, proteína alterada. Análogos de bases, radiación UV, agentes desaminantes, alquilantes. Espontánea. Transición: pirimidina sustituida por pirimidina o purina sustituida por purina. Sustitución Consecuencias Agente causal Tipo Mutaciones
  25. 25. MUTACIONES
  26. 26. Mutagénesis inducida <ul><li>Agentes Físicos: </li></ul><ul><li>Luz UV </li></ul><ul><li>Radiaciones de alta energía </li></ul><ul><li>Agentes Químicos: </li></ul><ul><li>Agentes que modifican las purinas o pirimidinas de manera de provocar errores en el apareamiento de bases. </li></ul><ul><li>Ej. Ácido nitroso y agentes alquilantes. </li></ul><ul><li>Agentes que interactúan con el DNA y su estructura secundaria, promoviendo errores en la replicación. </li></ul><ul><li>Ej. Colorantes de acridina. </li></ul><ul><li>Análogos de bases que son incorporados en el DNA y provocan errores de incorporación o de duplicación. </li></ul>
  27. 27. Reversión de mutaciones <ul><li>Un organismo mutante puede recuperar su fenotipo salvaje por una segunda mutación denominada retromutación. </li></ul><ul><li>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). </li></ul><ul><li>Producen un cambio compensatorio que restaura la actividad del producto génico alterado. </li></ul>
  28. 28. TRANSFERENCIA DE MATERIAL GENETICO <ul><li>Las bacterias intercambian material genético por tres mecanismos fundamentales: </li></ul><ul><li>TRANSFORMACION </li></ul><ul><li>CONJUGACION </li></ul><ul><li>TRANSDUCCION </li></ul>
  29. 29. TRANSFORMACION
  30. 30. CONJUGACION <ul><li>La transferencia de genes es producida por el contacto directo de las células dadora y receptora mediado por el pili sexual. </li></ul><ul><li>Ei pili sexual está codificado por el factor de fertilidad F , localizado en un episoma </li></ul><ul><li>El factor F puede existir en 3 estados: </li></ul><ul><li>Como episoma de replicación autónoma F+ </li></ul><ul><li>Como parte integral del cromosoma Hfr </li></ul><ul><li>Como episoma que contiene pequeños fragmentos del cromosoma F’ </li></ul>
  31. 31. F+ F- F’ Hfr F- F- F+ F+ Hfr F- F’ F’
  32. 32. TRANSDUCCION <ul><li>Fenómeno por el que se transfiere un fragmento de ADN de una bacteria a otra por medio de un fago (ADN bicatenario). </li></ul>
  33. 33. CICLO LITICO Y LISOGENICO DE UN FAGO
  34. 34. 1.TRANSDUCCION GENERALIZADA
  35. 35. 2.TRANSDUCCION RESTRINGIDA O ESPECIALIZADA
  36. 36. BIBLIOGRAFIA <ul><li>Basualdo J. A. y cols. Microbiología Biomédica . Ed. Atlante. Segunda Edición. Año 2006. </li></ul><ul><li>Lewin B. Genes VII . Oxford University Press. Año 2000. </li></ul><ul><li>Sherris. Microbiología Médica . Ryan K. J., Ray C. G. Editorial Mc Graw Hill. 4ta. Edición. Año 2005 </li></ul><ul><li>Prescott L. M., Harley J. P., Klein D. A. Microbiología. Editorial Mc Graw Hill - Interamericana. 4ta. Edición, Año 1999. </li></ul><ul><li>Pumarola A. y cols. Microbiología y Parasitología Médica. Ed. Masson-Salvat Medicina. Segunda Edición. Año 1987. </li></ul>

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