ESTRUCTURA, PROPIEDADES Y FUNCIÓN DE ÁCIDOS NUCLEICOS TRANSFERENCIA DE MATERIAL GENÉTICO I: CONJUGACIÓN

NUCLEÓTIDOS Molécula energética Moléculas de señalización ATP, GTP Molécula energética AMPc, GMPc Moléculas de señalización Cofactores enzimático NADH, NADPH Ácidos nucleicos

Composición de los ácidos nucleícos

Polímeros lineales de nucleótidos Polímeros lineales de nucleótidos. Nucleótidos cuyos grupo fosfato unen las posiciones 3’ y 5’ de residuos de azúcar consecutivos. Los fosfatos de estos polinucleótidos tienen carga negativa a pH fisiológico

DNA

RNA Estructura secundaria de RNA

Dogma central de la Biología Celular

Genética Bacteriana

Aislamiento de mutantes Descripción Naturaleza del cambio Detección del mutante Inmóvil Pérdida de flagelos, flagelos no funcionales Colonias compactas en lugar de planas y extendidas No capsulado Pérdida o modificación de la cápsula Colonias pequeñas y rugosas en lugar de lisas y brillantes Colonia rugosa Pérdida o cambio lipopolisacárido de la capa externa Colonias granulosas e irregulares en lugar de lisas y brillantes Resistencia a virus Pérdida de receptor de virus Crecimiento en presencia de grandes cantidades de virus Auxótrofo Pérdida de una enzima en una vía biosintética Incapacidad de crecer en medio carente del nutriente Fermentación de azúcares Pérdida de una enzima en una vía degradativa Pérdida de cambio de color en medio conteniendo el azúcar y un indicador de pH Resistencia a antibióticos Alteración de la permeabilidad al compuesto, modificación de su diana, bombas de exporte. Crecimiento en medio que contiene una concentración inhibitoria del antibiótico

Mutantes nutricionales Protótrofo Bacterias silvestres capaces de crecer en medios mínimos (iones, fuente de carbono y agua) sintetizando autónomamente todas las macromoléculas esenciales. Auxótrofo Bacterias generalmente mutantes incapaces de fabricar alguna molécula esencial y, por tanto, incapaces de crecer en medio mínimo.

La recombinación genética ocurre en bacterias Recombinación genética, transferencia de información genética de un cromosoma a otro, afectando el genotipo celular. Recombinación genética en bacterias, es el remplazamiento de uno o mas genes presentes en el cromosoma de una célula, con los genes de un cromosoma de una célula genéticamente distinta Transferencia horizontal y vertical de información genética

Mecanismos de transferencia horizontal de material genético: Conjugación Transformación Transducción

Cambio heredable de una célula u organismo conseguido por DNA exógeno Cambio heredable de una célula u organismo conseguido por DNA exógeno. Sólo algunas bacterias pueden ser transformadas, éstas reciben el nombre de competentes.

El virus bacteriófago se comporta como un vector intermediario entre dos bacterias.

Fusión temporal de dos organismos unicelulares para el intercambio sexual de material genético

Descubrimiento de la conjugación Joshua Lederberg y Edward Tatum, 1946, E. coli met- bio- thr +leu +thi + met+ bio+ thr -leu -thi - ¿Mutación? ¿Transferencia nutrimental? ¿Sexo y recombinación? Protótrofos: consecuencia de recombinación genética; frecuencia 1/107

F - / hembra (RECEPTORA) 1946, Joshua Lederberg y Edward Tatum Bernard Davis F + / macho (DONANTE), F - / hembra (RECEPTORA) Contacto físico entre las células es esencial para la recombinación

F - / hembra (RECEPTORA) 1953, William Hayes F + / macho (DONANTE), Factor de fertilidad (plásmido F) F - / hembra (RECEPTORA) Interacción física: fase inicial del proceso de conjugación mediada por el pilus sexual o F

Cruza Todas las células F+ EL FACTOR F: Unidad genética autónoma Es un elemento móvil. Es una molécula de DNA circular de doble cadena. Codifica alrededor de 40 genes, alrededor de 20 de ellos, están implicados en la transferencia de información génica incluyendo aquellos para la formación del pili sexual. También se le llama plásmido o episoma Cruza Todas las células F+

CONJUGACIÓN

CONJUGACIÓN BACTERIANA

Células Hfr (high frecuency of recombination) Luca Cavalli El plásmido F es un elemento génico que se replica independientemente del cromosoma bacteriano ó es capaz de integrarse y replicarse como parte del cromosoma bacteriano. Tasa de recombinación de 1/104

La célula Hfr mantiene su capacidad de conjugación por lo que puede conjugar con una célula F-

Cartografía cromosómica Conjugación interrumpida 1957, Wollman y Jacob

El estado F´ y los merocigotos 1959, Edward Adelberg Hfr F´ Los plásmidos F´ también son transferidos por conjugación creando merocigotos o diploides parciales

Transferencia de DNA Desde un plásmido F’

Resumen conjugación

Plásmidos Moléculas de DNA extracromosómicos circulares. Los plásmidos o vectores se replican y transcriben de manera independiente del cromosoma bacteriano.

Algunas características de los plásmidos: Confieren resistencia a antibióticos. Confieren resistencia a metales. Confieren patogenicidad. pBR322

Tipos de plásmido de acuerdo al factor F Plásmidos conjugativos contienen “tra-genes”, los cuales ejecutan complejos procesos de conjugación, como la transferencia de plásmidos a otra bacteria. Plásmidos “movilizables” sólo pueden transferirse en presencia de un plásmido conjugativo.

Procedimiento experimental E. coli JM1452StrR (Receptora) + E. coli W3110/F´KmTn3 en LB (Donadora) Tubo con 1 mL LB, 0.5 mL de JM y 0.2 mL de W3 Incubación a 37°C por 1 hora sin agitación. Caja petri LB con 2% estreptomicina Sembrado por estría E. coli W3110/F´KmTn3 E. coli JM1452Str Mezcla Incubación por 24 horas a 37 °C, refrigerar a 4 °C Parchar 50 colonias aisladas en LB con 1) Estreptomicina y 2) Kanamicina Incubar 24 h a 37 °C Observar y analizar resultados Reportar % de colonias transconjugantes

Sembrado por estría

Actividades para la siguiente semana