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Genética microbiana
Sergio Abate, Vet., Mag. Dr.
Profesor Adjunto Microbiología –
Universidad Nacional de Rio Negro - Sede Atlántica
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Genética microbiana
¿Por que razón los microorganismos han sido los principales modelos
para el estudio de la genética?
Se asume como una población derivada de una única célula, y por ello dicha
población posee idéntico genotipo
Genética microbiana
Estudia la transmisión de los caracteres (genes) y la regulación de la herencia
Unidad de herencia
Es el capital genético de una célula
Es el conjunto de características genéticas que se ponen de manifiesto.
Genética:
Gen:
Genotipo:
Fenotipo:
Genoma: Es la suma de genes que posee una célula
Replicón: Es la secuencia de nucleótidos donde comienza la replicación + todo el ADN
bajo su control
Para un taxón determinado, el replicón es fijo y heredable.
En bacterias, el cromosoma, los plásmidos y los fagos son replicones únicos
Clon o cepa:
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Elementos génicos movibles (tn). El tn mínimo codifica la secuencia IS: un solo
gen para transposasa + 2 secuencias de reconocimiento (15 a 40 pb) en los
extremos. Pueden acarrear información entre sus extremos
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Promotor-
Operador: Secuencias de ADN que no codifican para una característica en especial, sino
que tienen como función regular las secuencias de ADN que serán transcriptas
Operon: Grupos de genes cuya expresión se encuentra controlada por un único operador.
Plásmido: ADN circular bicatenario, que constituyen replicones únicos. Suelen acarrear
genes vinculados a funciones especializadas como FV (toxinas, adhesinas, etc.).
Pueden ser uni o multicopia (50). Pueden ser conjugativos (factor F) o no
conjugativos (colicinas); ademas se pueden transmitir por transducción o
transformación
Episomas: Plásmidos capaces de integrar el cromosoma (Ej factor de fertilidad de E. coli)
Transposon:
Los genes de los hongos:
* Siguen el patrón de células eucariotas de seres superiores
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Los genes bactrianos
* Única molécula de ADN (cromosoma) , doble cadena, generalmente circular
Los genes bacterianos (extracromosómicos):
*Plásmidos: transferibles, acarrean información estructural y funcional, pueden ser autónomos (Operon y replicón)
*Transposones: Genes saltarines
Los genes virales:
*ADN ó ARN, simple o doble, única cadena o fraccionado
Estructura del ADN: *Modelo de doble hélice
*Cadenas complementaras y antiparalelas
*Polímero de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiester
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Estructura del ADN:
Nucleótido: Base nitrogenada (púrica o pirimidínica) + fosfo 2´ desoxirribosa en carbono nº 5 del HdC
Bases puricas: Adenina y guanina / Bases pirimidínicas: Citosina y Timina
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Origen del modelo de ADN:
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¿Será útil a los microorganismos –y hasta necesario- poseer variantes ó alternativas
fenotipicas entre los individuos de una población?
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¿Para qué? ¿Qué ejemplos actuales podemos citar?
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Consecuencias aparentemente negativas para diversos seres vivos
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Consecuencias positivas para los microorganismos
Adaptación a cambios atmosféricos (Ej evolución atmosférica del planeta, de
anaerobia a aerobi –actual-)
Adaptación a cambios químicos del suelo
Adaptación a hospedadores nuevos o a cambios en sus hospedadores
(microorganismos patógenos o saprófitos de plantas y animales)
Adaptación en competencia con otros microorganismos por el mismo nicho
ecológico
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Consecuencias positivas para los microorganismos
•Si la expresión fenotípica depende del genotipo, y las bacterias y virus se reproducen
de forma conservativa mediante copia fiel de sus cromosomas (en el caso de bacterias,
por fisión binaria): ¿Como hace una bacteria, o un virus, que no tienen reproducción
sexual, para obtener esas alternativas o variaciones fenotípicas?
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Si la división bacteriana y multiplicación viral es principalmente de tipo conservativa: ¿se puede generar variación?
Bases de la modificación fenotípica bacteriana:
*Con modificación genética:
Cromosomica: -Mutación (por inserción, deleción o cambio)
(por inserción)
Extracromosómica: -Conjugación
-Transformación
-Transducción
*Sin modificacón genética:
Regulación
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Conjugación:
1) Apareamiento celular (Pili sexual)
2) Transferencia unidireccional de ADN
3) Recombinación entre el fragmento donador y el ADN de la célula receptora
4) Expresión de un nuevo carácter fenotípico
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La conjugación depende de la presencia del factor F, que no es mas que ADN bicatenario que posee información para:
1) todo el proceso de su propia transferencia
2) síntesis del pili sexual
Puede estar como plásmido autonomo o integrando un cromosoma
Se transmite a si mismo convirtiendo a la célula receptora (F-) en F+
Conjugación:
1) Pili sexual establece puente entre célula F+ y F-
2) Retracción de pili
3) Comienza la replicación del plásmido (factor F)
Corte por una topoisomerasa
Desplazamiento de la cadena hija a la célula F-
Copia de la cadena complementaria en ambas células
Circulización del ADN en ambas células
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Transducción:
No requiere contacto célula- célula
La capacidad de transducción no es inhibida por ADN asas
Dependen de receptores específicos en células receptoras para el virus
La neutralización viral con Ac específicos impide la transducción
Un profago, al pasar de ciclo lisogénico a ciclolítico, puede llevar fragmentos del cromosoma bacteriano sumados al propio genoma viral, incrementando así su carga genética como la de la proxima bacteria a la cual infecte y le incorpore su genoma
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Transformación:
Demostrada mediante el experimento de Griffith
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Genética microbiana
En síntesis:
a) la genética estudia
la heredabilidad
b) No siempre sobreviven
los mas aptos
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