NÚCLEOIDE / REGIÓN NUCLEAR: Diferencia eucariotes / procariotes

CITOPLASMA BACTERIANO

• Dos zonas perfectamente

distinguibles

• Zona central: Nucleoide,

replicación y transcripción

• Zona periférica: Ribosomas,

síntesis proteínas

• Replisoma en el centro, junto a

membrana

• Proteína FtsZ al inicio

replicación forma anillo debajo

de membrana, pasa por centro

(tubulina); andamio, implicado

en formar septo

• Proteína similar a actina,

polimeriza formando hélices de

polo a polo

Arqueas

Eucariotes

NÚCLEOIDE / REGIÓN NUCLEAR

• NUCLEO EUCARIOTICO: Rodeado de dos capas membranosas

• Capa externa con poros que contienen túbulos

• REGION NUCLEAR PROCARIOTES: No unión o presencia a ninguna

membrana nuclear

• Altamente empacado debido a:

• Proteínas de enlace al DNA (tipo histonas)

• E. coli dominios físicos (30 y 200)

• Superenrollado, entrelazado dentro de la célula

• Forma de coral, brazos se extienden en citoplasma

NÚCLEOIDE / REGIÓN NUCLEAR

• Haploides PERO

• Se observan multiploides en división celular rápida (facilita crecimiento

rápido)

• Presentan mitosis,

• Región inicio oriC:

Segregación aparente a polos

NÚCLEOIDE / REGIÓN NUCLEAR

Dos tipos de cuerpos nucleares

a. Asociado a envoltura (↑ARN, proteína, lípidos, peptidoglicano)

b. Nucleoide libre (↓proteína y ARN)

Muchas horquillas superenrrolladas desde el centro

Centro con ARN

SUPERENRROLLAMIENTO

ADN girasa (-)

Topoisomerasa (+)

NÚCLEOIDE / REGIÓN NUCLEAR

• En E. coli interacción con muchas proteínas enlace al ADN

• Mas de 12 tipos

• HU: mas frecuente. Estabiliza superestructuras ADN-prot dando especificidad

durante interacciones con ADN (complejo iniciación, enlace a represor,

transposición de bacteriófagos, reparación)

• Fis: Afecta fase flagelar estimulando ADN invertido, transcripción de ARNr

y ARNt. Inicio de replicación ADN, se enlaza a OriC, regulación

transcripcional se enlaza a ARN

• H-NS Regula sintesis pili

• IHF: Enlaza a secuencia 13 bp genera grandes curvaturas; recombinación

genética específica

• SMC: Bisagra en “V” toma extremos de ADN y los entrelaza pasándolos por

el “core”

Hirano Nature Reviews Molecular Cell Biology 7, 311–322 (May 2006) | doi:10.1038/nrm1909

NÚCLEOIDE / REGIÓN NUCLEAR

• NUCLEOSOMAS:

• En eucariotes

• Complejo ADN-proteína

• Proteínas: Histonas

• Asociación determina forma “Cromatina”

• Apariencia estructura Collar de perlas

• Centro o “core” formado por

• 146 bp y octómero con 2 histonas de cada tipo: H2A, H2B, H3 Y H4

NÚCLEOIDE / REGIÓN NUCLEAR

• Cluster: ADN arreglado en grupos de genes

• Operón: Genes bacterianos implicados en una misma función se encuentran

agrupados contiguos formando UNIDAD DE TRANSCRIPCION

PLÁSMIDOS

• Elementos genéticos extracromosomales, circular covalentemente

cerrado

• EPISOMAS: Plásmidos con capacidad de integrarse a cromosoma

• Autoreplicables

• Pequeños desde 2 kbp, hasta grandes (Pseudomona 200 kbp)

• Megaplásmidos 1600 kbp (Rhizobium)

• Número medio de copias:

Control estricto replicación 2 copias

Control relajado replicación >10 copias

Plásmidos

PLÁSMIDOS

TIPOS DE ACUERDO A POSIILIDAD DE TRANSMISIÓN

A. Conjugativos. Se transmiten por conjugación generalmente entre misma

especie

B. Promiscuos. Transmite por conjugación entre amplia gama de especies

(Transferencia horizontal genes)

C. No conjugativos. No pueden transmitirse

D. Movilizables. No conjugativos que pueden transmitirse por otro plásmido

conjugativo dentro de la misma bacteria

E. Crípticos. Se autoreplican pero no ofrecen alguna ventaja

REPLICACIÓN DE PLÁSMIDOS POR CIRCULO

RODANTE

Conjugación

FENOTIPOS GENERADOS POR PLÁSMIDOS

• Pérdida No afecta viabilidad

• Pérdida: Pierde ventaja selectiva

• Curación plásmidos: Someter microorganismos a condiciones donde lo

pierda

• Resistencia a antibióticos (plásmidos R).

• Resistencia a metales pesados (mercurio).

• Plásmidos de virulencia: producción de toxinas, factores invasión,

adherencia, etc., en ciertas bacterias patógenas.

• Producción de bacteriocinas.

• Producción de sideróforos (Fe3+).

• Utilización de determinados azúcares.

• Utilización de hidrocarburos (degradación de tolueno, xileno, alcanfor, etc.)

en Pseudomonas.

• Inducción de tumores en plantas (plásmido Ti de Agrobacterium

tumefaciens).

• Interacciones simbióticas y fijación de nitrógeno en ciertos Rhizobium.

ELEMENTOS GENÉTICOS TRANSPONIBLES

• Segmentos de ADN con capacidad de movilización dentro del material

genético

• “pool” ADN con capacidad de movilizacion en:

la misma bacteria

grupo de bacterias (plásmidos conjugativos y fagos)

Generan transposición:

reorganización genética

• Animación

• transposones

Islas-isletas genómicas

Islas-isletas genómicas: ejemplos

Implicaciones-Consecuencias

Plasticidad genética

ATG CCT G TT ATG A TAC GGA C AA TAC T

Mutaciones por inserción o deleción (INDELES): desfase del marco de lectura

mutacion por sustitucion de bases mutaciones por inserción y deleción

ATG CCT G GT TAT GA TAC GGA C CA ATA CT

ATG CC G TTA TG A TAC GG C AAT AC T

Mutación por inserción Marco de lectura alterado

ADN normal Marco de lectura normal

Mutación por deleción Marco de lectura alterado

Inserción

Deleción

Bases moleculares de la mutación

• Tipos de mutaciones: espontáneas o inducidas. • Mutaciones espontáneas: - Efecto de mutagenos: luz UV - Trasposición: 10-4

- Errores en la replicación (10-7 – 10-11, 1 gen = 1000 pb) • Por cada cultivo con 108 céls/ml 1 mutante/ml de cultivo

5´ TAC ATG 5´-

MUTACIÓN

AAC TTG

TAG ATC

TAT ATA

TAC ATG

AAC asparagina

UAG término

UAU tirosina

UAC tirosina

Proteína defectuosa

Proteína incompleta

Proteína normal

Proteína silvestre

Cambio de sentido

Sin sentido Silenciosa Silvestre MUTACIÓN:

Replicación normal

CÓDIGO GENÉTICO

ARN

• ARNm . Altamente inestable. “Hidrolizado” inlcuso antes de terminar

síntesis proteica

• Policistrónico, codifica varios polipéptidos

ARN

• Ribosomal 63% ARN y 37% proteínas (90% ARN total de bacteria)

• 70s: 30S y 50S

• 30S:

• Decodifica ARNm

• Contiene sitio de unión al

ARN transferencia cargado

• Papel en el inicio de la traducción

• 50S:

• Formación enlace peptídico del aa

en sitio A y peptido del sitio P

mRNA, tRNA y ribosomas