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Genética Bacteriana 1.CONJUGACIÓN 2.TRANSFORMACIÓN 1.TRANSDUCCIÓN MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE MATERIAL GENÉTICO.

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1 Genética Bacteriana 1.CONJUGACIÓN 2.TRANSFORMACIÓN 1.TRANSDUCCIÓN MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE MATERIAL GENÉTICO

2 Mecanismos de transferencia de material genético en bacterias

3 Conjugación es el proceso de apareamiento de bacterias mediante el cual se transfiere información genética. Es el proceso mediante el cual se transfiere una hebra sencilla de DNA desde una bacteria donadora a una bacteria receptora Ocurre tanto en bacterias gram negativas (p ej. Escherichia y Pseudomonas) como en bacterias gram positivas (p ej. Enterococcus, Streptococcus, Bacillus)

4 Joshua Lederberg (1925 – 2008) Edward Tatum (1909 – 1975) Reciben el Premio Nobel en 1958 Por su aportación en la regulación de los procesos químicos e investigaciones sobre recombinación genética en bacterias

5 En 1946 Lederberg y Tatum demostraron la recombinación genética en bacterias utilizando Escherichia coli CON UN EXPERIMENTO MUY SENCILLO Cepa A met - bio - thr + leu + thi + Cepa B Met + bio + thr - leu - thi - Mezcla No hay colonias SI hay colonias!!! No hay colonias

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7 El investigador Bernard Davis demostr ó que para el proceso de conjugaci ó n se requiere de contacto celular No hubo crecimiento en medio mínimo

8 Caracteristicas generales del proceso de conjugacion 1.Se requiere contacto célula-célula (pili) 2.La transferencia de DNA ocurre en una sola dirección: donadora receptora NO VICEVERSA 3. La célula donadora posee un plásmido particular que le da la capacidad de la transferencia: plásmido F ó de fertilidad 4. La transferencia de DNA ocurre por un poro (pili, sistema ITS4 de secreción) 5. La transferencia del DNA reqiere energía de la célula donadora: principalmente ATP

9 Plásmido F ó plásmido de Fertilidad Mápa del plásmido R388 de Escherichia coli

10 Componentes del pl á smido F GenesFunci ó n traA, traL, traE, traB, traV, traC, traW, traU, traF, traQ, traH, traG S í ntesis del pili traS, traT Exclusi ó n de la superficie traN, traG Estabilizar el apareamiento Tra M, traY (exonucleasa), traD, traI (helicasa), traZ Transferencia del DNA Fin P, finO, traJRegulaci ó n

11 Célula donadora Celula receptora Pili conjugativo Cromosoma bacteriano Plásmido F

12 En la actualidad se sigue generando investigación acerca de los aspectos moleculares y factores de regulación durante la conjugación.

13 ¿Cómo se inicia la conjugación? F+F+ F-F- 1. Establecer contacto célula-célula

14 ELEMENTOS DEL SISTEMA DE TRANSFERENCIA DE DNA (están codificados por el plásmido F)

15 I. Formación de un complejo multiproteíco: RELAXASOMA Proteínas de unión a oriT 2. Transferencia del DNA El aparato de transferencia se puede dividir en tres módulos funcionales:

16 ¿Qué proteínas forman el RELAXASOMA ? II. Sistema de secreción tipo IV: es un complejo multiproteíco anclado en la membrana donde el sustrato es secretado Participación de la proteína: T4CP: proteína conjugativa acopladora

17 Sistema de transferencia del DNA durante la conjugación

18

19 Una de las cadenas del DNA F es cortada y se separa de la otra cadena. Se transfiere esa cadena a la otra célula, mientras que se comienza a replicar el DNA de la cadena que se quedó en la célula F + La cadena de DNA recién transferida también se replica. Las dos células contienen un plásmido F integro, por lo que ambas son F + DONADORARECEPTORA TRANSCONJUGANTE TIPO DE CRUZAS DURANTE LA CONJUGACIÓN F + X F - = ????

20 El Pl á smido F puede integrarse en el cromosoma bacteriana y generar bacterias Hfr (high frequency of recombination) Hfr X F - = ????

21 Ocurre transferencia de material genético, sin embargo, no se transfiere el cromosoma completo pues las células se separan. La secuencia total correspondiente al plásmido F no se transfiere. Como se transfirió un fragmento del DNA cromosomal, hay homología con el cromosoma de la célula receptora y ocurre recombinación con alta frecuencia (Hfr)

22 CONJUGACIÓN F En células Hfr ocurre con baja frecuencia que F se escinda del cromosoma y forme un plásmido circular nuevamente. Cuando esto ocurre, F acarrea consigo genes adyacentes del cromosoma que ahora se encuentran formando parte del plásmido F. Entonces, a éste se le llama plásmido F.

23 Con esta transferencia se pueden crear células diploides parciales (merocigotos). Los plásmidos F también pueden ser transferidos por conjugación CONJUGACIÓN F

24 Ciclo de conjugación en E. coli

25 ¿Qué ocurre en las bacterias gram positivas? Algunas bacterias como E. faecalis excretan unos péptidos similares a feromonas El proceso de conjugación es similar al de las bacterias gram negativas

26 Transferencia en Streptomyces

27 Aplicaciones de la conjugacion en la ingenier í a gen é tica

28 Aplicaciones de la conjugaci ó n en la ingenier í a gen é tica Utilización de Agrobacterium tumefaciens

29 Generaci ó n de plantas transg é nicas mediado por A. tumefaciens

30 ¿ QU É VAMOS A HACER PARA COMPROBAR LA CONJUGACI Ó N EN LA PR Á CTICA? Jm1452 StrRW3110/KmTn3 DonadoraReceptora Fenotipo??? conjugación Sembrar en estreptomicina ¿solamente?

31 2. Transferencia del DNA


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