auxotrofia

8/17/2019 AUXOTROFIA

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Tema 3

Mutación en microbios


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No hay Genética sin mutantes

La mutación es el origen de toda variación heredable


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MutaciónAlteración heredable del genotipo

GenotipoConstitución genética de una estirpe

Fenotipo Carácter o conjunto de caracteres

experimentalmente detectable

Mutante Estirpe con un genotipo diferente

del silvestre

Alelo Cada una de las formas alternativas

del mismo gen


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Nomenclatura

Bacterias:

Fenotipo RecA-

Proteína RecA

Gen recAMutante recA

Levaduras:

Fenotipo Spt-

Proteína Spt6

Gen SPT6 Mutante spt6


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Auxotrofía

Pérdida de la capacidad para crecer en medio mínimo,debido a una mutación que impide la biosíntesis de un

compuesto esencial

Fosforribosilpirofosfato +

ATPHistidina

Auxótrofo His-

MM MM + His


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Mutaciones condicionales:

Se manifiestan en determinadas condiciones

(“restrictivas”) pero no en otras (“permisivas”)

Mutación termosensible

Temperatura permisiva: 30o

Temperatura restrictiva: 42o


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RNA polimerasa II


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Mutación críosensible

Temperatura permisiva: 37o

Temperatura restrictiva: 20o

Mutación letal condicional (ej. termosensible)


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Lamarckismo: las mutaciones son consecuencia

de la selección

Darwinismo:la mutación y la selección son

procesos independientes

(Jacques Monod: “las mutaciones se producen con

ignorancia de sus efectos”)


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Cultivo de

E. coli Suspensión de

fago T

Mezclar alícuotas

y sembrar


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Hipótesis “lamarckista”

Cada bacteria individual tiene una probabilidad pequeña, pero

finita, de mutar como respuesta a la presencia del fago

Hipótesis “darwinista”

Las mutaciones se producen al azar, y la presencia del fagose limita a ponerlas de manifiesto

La mutación se produce como consecuencia de la selección

La mutación y la selección son sucesos independientes


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Nature of mutationLuria-Delbrück fluctuation experiment

Little variation from tube to tube

Great variation from tube to tube

Add

phage

Add

phage


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Cultivos independientes Cultivo

“en masa”


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Bacterial Mutation is

Independent of Selection

• Luria and Delbrück found that

the variance of the number of

mutants from small cultures

was larger than the variance

from large cultures.• This is consistent with the

first model, in which mutantsarise in the absence of

selection.

– Selection is still very important,but only after the mutation has

arisen, nor in favor the mutant

that will arise.

Culture # T1-r Sample # T1-r 1 1 1 14

2 0 2 153 3 3 134 0 4 215 0 5 156 5 6 147 0 7 268 5 8 169 0 9 2010 6 10 1311 107 Mean 16.712 0 Variance 1513 0 Var/Mean 0.914 015 116 017 018 6419 020 35

Mean 11.4Variance 694Var/Mean 60.8

Small Large


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Nature of mutationLederbergs’ replica plating experiment

Acquired hereditary immunity Random mutation


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En cultivo , E. coli y otras especies bacterianas

tienen frecuencias de mutación alrededor de 10-7

1 colonia = 106-107 células

Cultivo saturado en medio rico = 2-3 x 109 células/ml


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Silvestre

Mutante

Mutación

Silvestre

(revertiente)

Reversión

Lac+

Lac-

Lac+

Reversión Lac- Lac+Retromutación

Supresión


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Deleción

Fenotipo Nulo

Efecto sobre

proteína

Pérdida de aminoácidos

Posibilidad de desfase

Reversión Nunca por retromutación

Supresión por rodeo


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Deleción

AUG UGG GGA CCC AAG GGU AGC CCU

Met Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro

Deleción con desfase

AUG UGG GGA CCC AAG GGUA GCC

Met Trp Gly Pro Lys Val Ala


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Inserción

Fenotipo Nulo

Efecto sobre

proteína

Adición de aminoácidos (infrecuente)

Destrucción del gen (frecuente)

Reversión Retromutación

Supresión por rodeo


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Desfase

Fenotipo Nulo

Efecto sobre

proteína

Cambio en la pauta de lectura

Terminación prematura (frecuente)

Reversión Retromutación

Supresión intragénica


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Desfase -1



AUG UGG GAC CCA AGG GUA GCC CC..

Met Trp Gly Pro Arg Val Ala ...

Desfase +1



C

AUG UGG CGG ACC CAA GGG UAG CCC

Met Trp Arg Thr Gln Gly Stop


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Supresión intragénica de un desfase +1



C





AUG UGG CGG ACC CAA GGG AGC CCU

Met Trp Arg Thr Gln Gly Ser Pro


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Sustitución de un par de nucleótidos

Clases de sustituciones

Transición A G

C T

Transversión A C, T

G C, T

C A, G

T A, G

Efectos de lassustituciones

Ninguno (mutación

silenciosa)

Cambio de un aminoácido

Terminación prematura


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Sustitución de un par de nucleótidos



AUG UGG GGG CCC AAG GGU AGC CCU


Caso 1: Mutación silenciosa

AUG UGG GGA CCC AAA GGU AGC CCU


AUG UGG GGA CCC AAG GGU AGU CCU



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Ej. leucina

1 pareja

1 cuarteto

UUA

UUG

CUUCUC

CUG

CUA

UUPuCUX

Ej. valina

1 cuarteto GUU

GUC

GUA

GUG

GUX


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Leu 6

Ser 6

Arg 6

Val 4

Pro 4

Thr 4

Ala 4

Gly 4

Ile 3

Tyr 2

His 2

Asn 2Gln 2

Cys 2

Glu 2

Asp 2

Tyr 2

Asn 2

Met 1

Trp 1


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Cambio de un aminoácido

FenotipoSilencioso, rezumante o nulo

Efecto sobre

proteínaSustitución de un aminoácido

Reversión RetromutaciónSupresión intragénica

Supresión intergénica


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GUU

Val

AUU Ile

CUU Leu

UUU Phe

GUU

Val

GCU Ala

GGU Gly

GAU Asp


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AUG UGG GGA CCC AAG GGU AGC CCUMet Trp Gly Pro Lys Gly Ser Pro

Supresión intragénica de una mutación

de cambio de sentido “missense”

AUG UGG GGA CUC AAG GGU AGC CCU

Met Trp Gly Leu Lys Gly Ser Pro

AUG UGG GGA CUC AAG GGU AGA CCU

Met Trp Gly Leu Lys Gly Arg Pro

Compensa el efecto de la primera mutación

sobre la estructura de la proteína


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Supresión extragénica de una mutación

de cambio de sentido (“missense”)

Gen 1 Gen 2

Gen 1 Gen 2


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Supresión extragénica de una mutación

de cambio de sentido (“missense”)

Gen 1 Gen 2

Gen 1 Gen 2


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Terminación prematura (“nonsense”)

Fenotipo Nulo

Efecto sobre

proteínaFinalización prematura de la traducción

(proteína truncada)

ReversiónRetromutación

Supresión extragénica por tRNAs

mutados


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UAG“ámbar”

UGG

Trp

UUGLeu

GAG

Glu

AAGLys

CAG

Gln

UCGSer

UAUUAC

Tyr


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AUG UGG GGA CCC UAG GGU AGC CCU

Met Trp Gly Pro Stop


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AUG UGG GGA CCC UAC GGU AGC CCU

Met Trp Gly Pro Tyr Gly Ser Pro


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Gln

GUC

tRNAGln

Gln

GUC

CAGRNAm


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Gln

AUC

Mutación en un gende tRNAGln

tRNAGln con un

anticodón alterado

(GUC AUC)


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AUG UGG GGA CCC UAG GGU AGC CCUMet Trp Gly Pro Gln Gly Ser Pro

tRNAGln con un

anticodón alterado

(GUC AUC)


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UAG UAGRNAm

Terminación

prematura

Terminación

natural

El tRNA supresor compite

favorablemente con los

factores de liberación

El tRNA supresor compite

desfavorablemente con losfactores de liberación


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Otras interacciones genéticas además de la supresión):

Letalidad sintética (fenotipo sintético)

mutA mutB mutA mutBXViable No viable

(o crecimiento lento)Viable

auxotrofia

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