GENÉTICA BACTERIANAGENÉTICA BACTERIANA

Docente: Dra. Estela TangoDocente: Dra. Estela Tango

OBJETIVOSOBJETIVOSConocer la genética bacteriana.Elementos genéticos móviles:

- Plásmidos- Bacteriofagos- Transposones- Integrones y cassettes génicos.

Mecanismos de transferencia genética:- Conjugación- Transformación- Transducción

GENOMA BACTERIANOUna molécula de ADN de doble

hebra circular, en una copia (haploides).

DNA compactado (proteínas tipo histonas).

Alto peso molecular (4x106 pb en E. coli).

Codifica aprox. 4700 genes (E. coli).

Replicación del DNA acoplada a la división celular.

ELEMENTOS GENÉTICOS MÓVILES

(Extracromosómico)

PlásmidosBacteriófagosTransposonesIntegrones y cassettes génicos

PlásmidosPlásmidosMoléculas de DNA circular extracromosómicoOrigen de replicación propio (Ori) determina

autonomía de replicación del cromosomaTamaño molecular: 1-200 KbNº de copias variables (1 - >40)Transportan información genética no esencial

para la vida de las bacterias

En Escherichia coli se han reconocido muchos plásmidos, entre ellos el F ("factor sexual“)

REPLICACION DEL

PLASMIDO

BACTERIOFAGOSBACTERIOFAGOSVirus bacterianos.Genoma (acido nucleico ARN o ADN) cubierto

por capa de proteinas.Pueden establecer un ciclo lítico o lisogénico Para integrarse reconocen secuencias específicas

en el genoma bacteriano

CICLO DE REPLICACIÓN DE UN BACTERIÓFAGO

TRANSPOSONESTRANSPOSONESSecuencias de inserción (elementos IS)Secuencias de inserción (elementos IS)

Están compuestas por una secuencia corta de DNA que codifica las enzimas necesarias para su transposición

Los extremos son secuencias repetidas invertidas idénticas de 15-25 pb, variables en distintas IS

TransposasaIL IRIL-1

Transposones compuestosTransposones compuestos

Contienen otros genes, además, de los genes necesarios para su transposición Ej R, Vir

A menudo contienen los genes extra en la región central, flanqueada en ambos lados por elementos de inserción similar ó idéntica

Otros genes

IS IS

IR IR IL IL

Integrones y cassettes génicos

Familia de elementos genéticos potencialmente móviles capaces de integrar y expresar genes de resistencia a los antibióticos. Detectados en bacilos Gram (-) fermentadores:- Enterobacteriaceae y Vibrionaceae21-23

- En algunos no fermentadores: Pseudomonas aeruginosa24 y Acinetobacter baumannii25.-Además, un integrón funcional en bacterias Gram (+), en una cepa de Corynebacterium glutamicum

INTEGRONES Y CASSETTES GÉNICOS

Figura 1. Representación esquemática de la estructura básica de un integrón y de la adquisición decassettes genéticos de resistencia. intI1: gen que codifica la integrasa clase 1; attI: sitio de recombinación del integrón en el cual los cassettes son integrados; PI: promotor que transcribe la integrasa; PC: promotor que dirige la transcripción de los cassettes integrados. attC: sitio de recombinación del cassette genético (esquema no dibujado a escala).

Recombinación genética en las bacterias

Proceso que forma un nuevo genoma recombinanteExisten tres tipos de recombinación genética en Bact.Recombinación general◦ Intercambio recíproco entre un par de secuencias homólogas de

DNA Ej. Transformación

◦ El proceso ocurre a cargo de los productos de los genes rec

Recombinación específica de sitio◦ El material genético no presenta homología con el cromosoma

receptor Ej. Transducción

◦ El proceso ocurre a cargo de enzimas virales

Recombinación replicativa◦ No depende de homología de las secuencias◦ La emplean los elementos genéticos móviles

Mecanismos de transferencia horizontal Mecanismos de transferencia horizontal de información genética en las bacteriasde información genética en las bacterias

Se produce recombinación genética en la transferencia horizontal de genes

◦ Conjugación◦ Transformación◦ Transducción

CONJUGACIÓN

Operón tra (21 genes)

• Codifica estructuras y proteínas para la transferencia del plasmido.

• Contiene secuencias homólogas (IS) con el cromosoma bacteriano.

• Puede existir fuera ó integrado al cromosoma.

Conjugación Factor F

Una bacteria donadora F+ transmite a través de un puente o pili, un fragmento de ADN, a otra bacteria receptora F-. La bacteria que se llama F+ posee un plásmido, además del cromosoma bacteriano.

ConjugaciónTransferencia de genes de resistenciaTransferencia de genes de resistencia

Transformación

DNA en solución◦ Fragmentos lineales◦ DNA desnudo

Deben integrarse

◦ Plásmidos

TRANSFORMACIÓN

Intercambio genéticoUna bacteria capta fragmentos de ADN,

de otra que se encuentran dispersos en el medio donde vive.

TRANSDUCCIÓNTRANSDUCCIÓNLa transferencia de ADN de una bacteria a otra

a través de un virus bacteriófago, que se comporta como un vector intermediario entre las dos bacterias.

a, el virus se acopla a la bacteria

b, el virus rompe la pared bacteriana

c, el virus inyecta su ADN

TransducciónTransducción

Bacteria lisogénica con un fago insertadoadyacente al Gen a