El genoma procariota evoluciona por : mutación rearreglos internos del ADN adquisición de ADN de otras células por transferencia horizontal

Mecanismos de transferencia genética en bacterias: transformación, transducción y conjugación

Transformación : es la adquisición en forma estable de ADN libre proceso natural observado en bacterias Gram+ , Gram- y algunas arqueas Gram+ Gram - ADN Streptococcus Bacillus Neisseria Azotobacter Haemophilus lineal circular (plásmidos)

Transformación con ADN lineal Unión del ADN exógeno a superficie celular Degradación de una hebra mientras la otra entra en la célula Cadena entrante protegida por proteínas SSB Integración al ADN cromosómico por recombinación homóloga En bacterias Gram –, el ADN bicatenario entra al espacio periplásmico donde actúan las nucleasas produciendo ADN monocatenario Fig 9.14

? Transformación de E. coli Trp- con plásmido Trp+ Bla+ Bla+ Células

Conjugación: transferencia de ADN de célula a célula Función codificada por plásmidos (tra) genes de transferencia del ADN, replicación, reconocimiento célula aceptora Célula donora reconoce una receptora a través del pili o pelo sexual Acercamiento celular y fusión de membranas externas Transferencia de ADN simple hebra Proceso replicativo por círculo rodante

La transferencia y replicación implica numerosas proteínas codificadas por el plásmido conjugativo

Formación de cepas Hfr (High frecuency of recombination) oriT tra Inicio de la transferencia de ADN tra

¿Qué medio usaría para seleccionar recombinantes Thr+? Donadora Hfr Aceptora F- conjugación Thr+ Leu+ Lac+ Str s Thr- Leu- Lac- Str r ¿Qué medio usaría para seleccionar recombinantes Thr+? ¿Qué medio usaría para seleccionar recombinantes Lac+? Si el orden de transferencia es el indicado ¿qué tipo de recombinantes espera recuperar en : MM + estreptomicina + lactosa ?

Características de los virus Subcelulares Parásitos obligados Pequeños (20-200nm) Elementos genéticos que tienen : Fase extracelular (virión) Fase intracelular (replicación) modifican el funcionamiento celular (hospedador) para su propia subsistencia

(estructura proteíca) Ácido nucleico: ADN o ARN, simple o doble hebra Cápside: cubierta proteíca Cubierta o envoltura (lípidos, glicoproteínas) Nucleocápside Cápside Cápside (compuesta de capsómeros) Capsómeros (estructura proteíca) Envoltura (bicapa lipídica con glicoproteínas)

Clasificación de virus: - icosahédrica (esférica) - forma de la nucleocápside - helicoidal - compleja: cabeza, cola, fibras y espículas - envuelto - presencia o no de envoltura - desnudo - ADN o ARN ( + o -) - su material genético - doble o simple hebra - lineal o circular - procariota (bacteriofago) - hospedero - animal - vegetal

Clasificación según forma de la nucleocápside y envoltura virus desnudo con simetría helicoidal virus complejo desnudo virus envuelto con simetría icosahédrica

- Clasificación según su material genético - ADN o ARN - lineal o circular - doble hebra ( + ) o simple hebra - (+) (-) Convención de signos para clasificación del material genético: (+) = ARNmensajero (-) = hebra complementaria

Los virus precisan de una célula hospedera para su replicación Lisogénica: se integra al genoma de la célula huésped y se perpetúa con ella Lítica: se multiplica muchas veces y luego lisa la célula liberando nuevos viriones Dos formas de infección

Etapas del ciclo lítico Adhesión (receptores) Penetración Replicación de ácido nucleico Síntesis de proteínas estructurales Ensamblado Liberación

Ejemplo de bacteriófago virulento (ciclo lítico): fago T4 Los procesos de adhesión y penetración están mediados por interacciones específicas entre proteínas El material genético es protegido por metilación, glicosilación o por inhibición directa de enzimas de restricción

Estrategia para direccionar la ARN polimerasa a sintetizar los genes del virus Factor s Proteínas tempranas Proteínas intermedias Modifican ARN polimerasa Nuevo factor s* Proteínas tardías Interviene nuevo factor s*

Etapas del ciclo lítico Adhesión (receptores) Penetración Replicación de ácido nucleico Síntesis de proteínas estructurales Ensamblado Liberación

Transducción generalizada

Playas de lisis Cultivo en célula susceptible. Visualización y cuantificación por playas de lisis (bacteriófago)

Algunos virus pueden seguir una ruta diferente: lisogenia Algunos virus pueden seguir una ruta diferente: lisogenia. Ejemplo de virus atenuado: bacteriófago lambda

Bacteriofago lambda ADN lineal dh Extremos cohesivos de 12 nt Sitios cos Circularización Transcripción y síntesis del represor y de topoisomerasa sitioespecífica Integración en el genoma ¿qué mecanismo utiliza para su integración en el genoma?

Transducción especializada Error en la recombinación para escindir el ADN viral: transducción especializada Normalmente: escinde solo el ADN viral

Estrategias de replicación viral Debe replicar su genoma y sintetizar su ARNm para la síntesis de proteínas

fX174: bacteriófago icosaédrico ADNsh (clase II) FR es intermediario de transcripción La maquinaria celular sintetiza la hebra complementaria para dar un ADN dh : forma replicativa (FR) FR es intermediario de replicación por círculo rodante

Retrovirus: Virus a ARN+ que usan ADNdh como intermediario de replicación y transcripción

Preguntas: Se conoce que en B. subtilis existe una proteasa que presenta dos isozimas altamente homólogas según la cepa (difieren en 20 de 360 aminoacidos). La cepa A contiene la isozima A, mientras que la B contiene la isozima B. ¿Qué fenómenos podrían explicar la aparición de una cepa A que porta la isozima B? El bacteriofago lambda se inserta en medio de la secuencia del operon gal de E. coli Se tienen cepas que han sido infectadas por lambda las cuales han perdido su capacidad de metabolizar la galactosa ¿ha que puede deberse ese fenotipo? ¿Cómo analizaría que ha ocurrido?