GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 ·...
Transcript of GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 ·...
![Page 1: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/1.jpg)
GENETICA BACTERIANA
Griffiths A., Wessler S., Lewontin R., Gelbart W., Suzuki D., Miller J. (2005) Introduction to Genetic Analysis (8th ed). W.H. Freeman and Company, New York. QH430/I59/2005
![Page 2: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/2.jpg)
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.
![Page 3: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/3.jpg)
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)
![Page 4: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/4.jpg)
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
![Page 5: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/5.jpg)
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
![Page 6: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/6.jpg)
Transferencia gené-ca horizontal
Transferencia gené-ca ver-cal
![Page 7: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/7.jpg)
Mecanismos de Transferencia Genética Horizontal
![Page 8: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/8.jpg)
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
![Page 9: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/9.jpg)
Material Genético Transferido
DNA bacteriano DNA plasmídico DNA viral
![Page 10: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/10.jpg)
E. coli
Pili
F+
F+ (Factor de fertilidad)
F -
Plásmido F
*Plásmido F codifica alrededor de 100 genes
William Hayes, 1953 Conjugación bacteriana
![Page 11: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/11.jpg)
GENOTIPO
FENOTIPO
![Page 12: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/12.jpg)
¿Es el plásmido F el responsable de fenotipo WT después de la Conjugación?
![Page 13: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/13.jpg)
¡La frecuencia de transferencia de F es mayor a la frecuencia de recombinantes para los marcadores genéticos
que se estudiaron!
F +
F –
![Page 14: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/14.jpg)
Estos marcadores genéticos residen en el DNA del cromosoma bacteriano
![Page 15: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/15.jpg)
Para la transferencia de DNA del cromosoma bacteriano mediante conjugación, se necesita la INSERCIÓN del plásmido F al cromosoma generando una célula Hfr
![Page 16: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/16.jpg)
High Frequency of Recombination
El bajo nivel de transferencia de marcadores genéticos se debe a la presencia de unas pocas celulas Hfr en la población F+
Integración de F al cromosoma bacteriano
![Page 17: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/17.jpg)
La inserción de plásmido F en el cromosoma bacteriano puede ocurrir en diferentes lugares mediante recombinación (si8os IS y Tn1000 )
![Page 18: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/18.jpg)
Integración del plásmido F al cromosoma
O
O
Orientación del origen O
Dependiendo de la orientación del Origen de replicación de F durante la integración, comenzarán a transferirse los marcadores genéticos
![Page 19: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/19.jpg)
Experimentos de conjugación interrumpida Wollman y Jacob, 1957
F- strr × Hfr strs
Str +
azis
tons
lac-
gal-
azir
tonr
lac+
gal+
![Page 20: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/20.jpg)
Después de 2 h algunos exconjugantes se convierten en Hfr
F d c b a O
![Page 21: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/21.jpg)
Orden de Transferencia de Marcadores Genéticos
![Page 22: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/22.jpg)
Dos eventos de recombinación
Generalmente la Conjugación se interrumpe antes de que se transfiera todo el Hfr; el exogenota es lineal y el endogenota es circular. Ocurren dos eventos de recombinación.
![Page 23: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/23.jpg)
a+
a–
a+
+
a– No viable
Viable
No viable
Merocigoto
Recombinación entre exogenote y endogenote
¡ Doble entrecruzamiento !
Recombinantes recíprocos
![Page 24: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/24.jpg)
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.
![Page 25: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/25.jpg)
Resumen de la Conjugación bacteriana
![Page 26: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/26.jpg)
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.
![Page 27: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/27.jpg)
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)
![Page 28: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/28.jpg)
Episoma (F’) : Plasmido F con genes bacterianos
![Page 29: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/29.jpg)
Exconjugante
Donadora
![Page 30: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/30.jpg)
Mapeo por frecuencia de recombinantes
Si seleccionamos leu como marcador: Podemos medir la distancia entre los genes porque todos 8enen la misma oportunidad de incorporarse al cromosoma receptor
La frecuencia de recombinación indicará la distancia entre los genes
![Page 31: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/31.jpg)
Las posibilidades de recombinación que existen:
muy poco frecuente
4%
9%
87%
0%
![Page 32: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/32.jpg)
leu+ arg - met - 4%
leu+ arg+ met - 9%
leu+ arg+ met+ 87%
leu -- arg 4 u.m. y arg – met 9 u.m.
![Page 33: GENETICA BACTERIANAdepa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/09Conjugacion_24947.pdf · 2013-09-08 · Prototróficas: Son bacterias silvestres que pueden crecer en medios mínimos (sales](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022062922/5f08324b7e708231d420d0d5/html5/thumbnails/33.jpg)
En E. coli, cuatro cepas Hfr donaron los siguientes marcadores genéticos en el orden: Cepa 1: Q W D M T Cepa 2: A X P T M Cepa 3: B N C A X Cepa 4: B Q W D M Todas las cepas Hfr strains derivan de la misma cepa F+. ¿Cuál es el orden de los marcadores en el cromosoma original? (1)
Q W D M
T P X
A C
B N
(2)
(3) (4)