IV REPRODUCCIÓN Y ESPORULACIÓN

Genética Fúngica.Material genético nuclear y citoplasmático.Heterocariosis.Parasexualidad.

Sistema genético.Tipos de compatibilidad.Compatibilidad sexual. Genes de compatibilidad sexual y fenómenos asociados a

estos genes. Compatibilidad somática.

La variacion genética y su correlación con los hábitos de los hongos.

Genética Fúngica

• Tamaño del Genoma (con respecto a otros organismos). En pares de bases (pb)

• •E. coli 106 pb (10 millones)•• •Hongos 107 to 108 pb• •Phytophthora infestans 2.5 x 108 pb•• •humanos 109 pb (10 mil millones)

• Tamaño del Genoma (con respecto a otros organismos). En pares de bases (pb)

• •E. coli 106 pb (10 millones)•• •Hongos 107 to 108 pb• •Phytophthora infestans 2.5 x 108 pb•• •humanos 109 pb (10 mil millones)

H. sapiens

E. coli

4.6 Mb

Phage 50 kb

2 paginas 200 paginas

S.cerevisiae

12.5 Mb

500 paginas

C. elegans

100 Mb

2.7 volumenes

Drosophila

125 Mb

3.33 volumenes

H. sapiens

3400 Mb

80 volumenes

N. crassa40 Mb

1,600 paginas

Comparación del tamaño del genoma

Genética Fúngica

• Tamaño del Genoma (dentro de los hongos)• •Neurospora crassa 37 Mpb• •Magniporthe grisea 47 Mpb• •S. cereviseae 12 Mpb• •Ustilaginales 13.5-95.8 Mpb• •Aspergillus nidulans 28 Mpb• •Saprolegnia 200 Mpb•• 1 Mpb = 106 pb

• Tamaño del Genoma (dentro de los hongos)• •Neurospora crassa 37 Mpb• •Magniporthe grisea 47 Mpb• •S. cereviseae 12 Mpb• •Ustilaginales 13.5-95.8 Mpb• •Aspergillus nidulans 28 Mpb• •Saprolegnia 200 Mpb•• 1 Mpb = 106 pb

Genética Fúngica

•DNA repetitivo•• •Plantas 90%

• •Animales 30%

• •Hongos 10-15%

•

•DNA repetitivo•• •Plantas 90%

• •Animales 30%

• •Hongos 10-15%

•

Genética Fúngica

•Organelos con DNA

• • Mitocondrias • • Nucleolo

• Núcleo

•Organelos con DNA

• • Mitocondrias • • Nucleolo

• Núcleo

Genes mitocondriales: funciones normales y su papel

en el envejecimiento

• El tamaño del genoma mitocondrial en hongos es similar a aquellos en otros eucariontes (19-121 kbp).

Todos los DNAm codifican para las mismas cosas

algunos componentes de la cadena de transporte de electrones

• El DNAm de los hongos ha recibido atención especial en relación al envejecimiento

• una sola mutación en una mitocondria puede llevar a senescer a toda la colonia

Genética Fúngica

•Mitocondrias• • rodeadas por un envoltura de membrana doble• • membrana exterior lisa, interna plegada• • encierra DNA circular, llamado mtDNA• • 1-2% del total del genoma

•Mitocondrias• • rodeadas por un envoltura de membrana doble• • membrana exterior lisa, interna plegada• • encierra DNA circular, llamado mtDNA• • 1-2% del total del genoma

Genética Fúngica

•Mitocondrias• • mtDNA en Hongos• *17.3 pkb (S. cerevisiae)• *176 pkb (Agaricus bitorquis)• • mtDNAnimales• *15-18 pb • • mtDNA plantas• *135-2,400 pkb•

•Mitocondrias• • mtDNA en Hongos• *17.3 pkb (S. cerevisiae)• *176 pkb (Agaricus bitorquis)• • mtDNAnimales• *15-18 pb • • mtDNA plantas• *135-2,400 pkb•

Genética Fúngica

• Tamaño del Genoma. Núcleo y cromosomas•

• • es pequeño

• • difíciles de ver en un microscopio

fotónico

• • dificiles de contar (porque?)

• Tamaño del Genoma. Núcleo y cromosomas•

• • es pequeño

• • difíciles de ver en un microscopio

fotónico

• • dificiles de contar (porque?)

Genética Fúngica

• Definiciones-• Homocariótico--

que poseen el mismo complemento genético en cada núcleo.

•

• Definiciones-• Homocariótico--

que poseen el mismo complemento genético en cada núcleo.

•

Genética Fúngica

• Heterocariótico--• -que tiene dos o mas núcleos genéticamente

diferentes• -a veces resultado de anastomosis o

mutaciones• -dicariotico

• Heterocariótico--• -que tiene dos o mas núcleos genéticamente

diferentes• -a veces resultado de anastomosis o

mutaciones• -dicariotico

• ••

•

Los heterocariones pueden romperse de dos maneras

• cuando las ramificaciones contienen sólo un tipo de núcleo

• durante la producción de esporas uninucleadas

Ciclo Parasexual

CA

RIO

GA

MIA

AB

C

ab

c

AB

C

ab

cAB

C

ab

c

n = 3

2n = 6

MITOSIS

AB

C

ab

c

a

AB

C

bc

CARIOGAMIA 2n+1 (degenera)

2n-1 (viable)A

BC

bc

MITOSIS

No disyunción

A

BC

bc

BA

C

bc

2n-2 (viable)2n (trisomia- degenera)

A

C

bcc

A

C

b

A

C

bc

2n-3 = n

2 núcleos heterocarióticos

MITOSIS

• Tipos de compatibilidad en hongos• •reproducción sexual limitada a cepas genéticamente distintas (+ y -)

•dimorfismo sexual es raro en los hongos. No se les puede llama femenino o masculino.

• •la gran mayoría de los hongos son hermafroditas (HOMOTÁLICOS) y cada cepa puede funcionar como masculino o femenino

•

• Tipos de compatibilidad en hongos• •reproducción sexual limitada a cepas genéticamente distintas (+ y -)

•dimorfismo sexual es raro en los hongos. No se les puede llama femenino o masculino.

• •la gran mayoría de los hongos son hermafroditas (HOMOTÁLICOS) y cada cepa puede funcionar como masculino o femenino

•

Genética FúngicaGenética Fúngica

Genética Fúngica• Homotalismo-• -la reproduccion sexual puede ocurrir sin la

interaccion entre 2 diferentes talos.• -son autofértiles• -10% de los Basidiomycetes estudiados son

homotálicos.• -existen dos tipos de homotalismo:• -primario • -secundario

• Homotalismo-• -la reproduccion sexual puede ocurrir sin la

interaccion entre 2 diferentes talos.• -son autofértiles• -10% de los Basidiomycetes estudiados son

homotálicos.• -existen dos tipos de homotalismo:• -primario • -secundario

Genética Fúngica

• Homotalismo Primario• -una espora uninucleada germina y forma un

micelio dicariótico• -no hay una distinción genetica entre los núcleos. • -micelio puede formar esporomas.•

• Homotalismo Primario• -una espora uninucleada germina y forma un

micelio dicariótico• -no hay una distinción genetica entre los núcleos. • -micelio puede formar esporomas.•

Genética Fúngica

• Homotalismo Secundario

• - un hongo produce esporas:

• •cada espora contiene dos nucleos post-meioticos

•factores son compatibles•constituye un dicarion•pueden presentarse en especies bi-esporadas o

tetra-esporadas

• Homotalismo Secundario

• - un hongo produce esporas:

• •cada espora contiene dos nucleos post-meioticos

•factores son compatibles•constituye un dicarion•pueden presentarse en especies bi-esporadas o

tetra-esporadas

Genética Fúngica

• Homotalismo Secundario- especies bi-esporicas:

• •solo se forman 2 esterigmas en cada basidio

• •de dos a cuatro núcleos meioticos migran dentro de cada basidiospora.

• Homotalismo Secundario- especies bi-esporicas:

• •solo se forman 2 esterigmas en cada basidio

• •de dos a cuatro núcleos meioticos migran dentro de cada basidiospora.

Genética FúngicaGenética Fúngica

• Homotalismo Secundario—especies que forman 4-esporas

• Puede ocurrir de dos vias: • 1) cuando 8 núcleos

se forman, cada espora puede recibir dos nucleos

•

• Homotalismo Secundario—especies que forman 4-esporas

• Puede ocurrir de dos vias: • 1) cuando 8 núcleos

se forman, cada espora puede recibir dos nucleos

•

Genética FúngicaGenética Fúngica

Genética Fúngica• 2) Una espora binucleada resultado de una

migración nuclear extraña

• •dos de los 4 nucleos entran en unaespora

• •las otras esporasen el basidiotienen uno oningun nucleo

• 2) Una espora binucleada resultado de una migración nuclear extraña

• •dos de los 4 nucleos entran en unaespora

• •las otras esporasen el basidiotienen uno oningun nucleo

• Heterotalismo• en la reproducción sexual la anastomosis es posible solo si hay interaccion entre diferentes

talos• •90% de los • Basidiomycetes • son auto esteriles • •existen dos tipos • comunes de • heterotalismo:

-bipolar• -tetrapolar•

Genética FúngicaGenética Fúngica

+ = o

Compatibilidad en Basidiomycetes

Compatibilidad en Basidiomycetes

Louisiana9093

Texas10832

Mississippi9066

Austria10672

Louisiana11101

AzerbaijanLE - 0845

ArmeniaLE - 0789

Caucasus8937

Louisiana11102

UkraineLE - 1305

MongoliaLE - 0861

Austria10674

Lentinus tigrinusIntercompatibilidad

25 % Intercompatible

50 % Intercompatible

100 % Intercompatible

75 % Intercompatible

87.5 % Intercompatible

0 % Intercompatible

Ed Grand 2003

• Bipolar--• cuando el micelio solo se entrecruza en

un porcentaje de un 50%.

• 35% de los Basidiomycetes son bipolares.

• Bipolar--• cuando el micelio solo se entrecruza en

un porcentaje de un 50%.

• 35% de los Basidiomycetes son bipolares.

Genética FúngicaGenética Fúngica

• Bipolar--• -un simple gen con 2 alelos controlan el

entrecruzamiento. • -en la segregacion de los 2 alelos durante la

meiosis cada espora lleva un solo alelo. •la dicariotizacion solo resulta cuando se

fusionan hifas con nucleos con diferente alelo

• Bipolar--• -un simple gen con 2 alelos controlan el

entrecruzamiento. • -en la segregacion de los 2 alelos durante la

meiosis cada espora lleva un solo alelo. •la dicariotizacion solo resulta cuando se

fusionan hifas con nucleos con diferente alelo

• Tetrapolar--• cuando el micelio solo se entrecruza en un

porcentaje de un 25%. • 55% de todos

los basidiomycetes son tetrapolares.

• Tetrapolar--• cuando el micelio solo se entrecruza en un

porcentaje de un 25%. • 55% de todos

los basidiomycetes son tetrapolares.

Genética FúngicaGenética Fúngica

• Tetrapolar--• la compatibilidad es controlada por 2

genes, con 2 alelos cada locus:• "A, B" y “a, b"

• Tetrapolar--• la compatibilidad es controlada por 2

genes, con 2 alelos cada locus:• "A, B" y “a, b"

• Tetrapolar--• •AB + AB no compatible

•AB + Ab no totalmente compatible•AB + aB no totalmente compatible

•AB + ab completamente compatible

• Tetrapolar--• •AB + AB no compatible

•AB + Ab no totalmente compatible•AB + aB no totalmente compatible

•AB + ab completamente compatible

Ab + AB + -Ab + Ab XAb + aB +Ab + ab + -

aB + AB + -aB + Ab +aB + aB XaB + ab + -

ab + AB +ab + Ab + -ab + aB + -ab + ab X

Genética FúngicaGenética FúngicaSordaria—Herramienta genética invaluableSordaria—Herramienta genética invaluable

Genética FúngicaGenética FúngicaEntrecruzamiento en Sordaria

Genética FúngicaGenética FúngicaEntrecruzamiento en Sordaria

ó

ó

1ª

2ª