PROGRAMA DE GENETICA GENERAL (Código 1844) TEMA 4 (12 horas) MECANISMOS GENETICOS EN PROCARIOTES. 1. Mecanismos genéticos en bacterias. Transformación. Mecanismo de transformación in vivo. Mapeo genético por transformación. Conjugación. Fertilidad en bacterias. Determinantes de la fertilidad: factor F. Cepas F+, Hfr y F’. Mapeo genético por conjugación. Transducción generalizada y especializada. Mapeo genético por transducción. Herencia extracromosómica. Episomas y plásmidos. Sistemas de modificación y restricción bacterianos. Modificación restrictiva. 2. Mecanismos genéticos en bacteriófagos. Bacteriófagos virulentos. Ciclo lítico de crecimiento. Fenotipo de fagos. Bacteriófagos temperados. Ciclo lítico y ciclo lisogénico. Lisogenia. Integración y formación de profagos. Mantenimiento de la lisogenia. Inducción y excisión de profagos. Recombinación en bacteriófagos. Pruebas de complementación de funciones y de recombinación en bacteriófagos. Recombinación intragénica. Experimentos de S. Benzer con fagos T4 mutantes en la región rII. Estructura fina del gen. Evolución del concepto de gen.

El concepto de complementación genética: Condición en la cual dos mutaciones restablecen el fenotipo salvaje. No hay reversión de las mutaciones. Funciona si existe la relación de dominancia /recesividad entre los alelos de un gen. 2. Permite determinar si dos mutaciones están en un mismo gen o en dos loci diferentes. 3. La prueba precisa la existencia de un estado diploide 1 2 haploides Fenotipos mutantes 1 2 diploides Fenotipos salvajes TRANS COMPLEMENTAN

Prueba de complementación CIS-TRANS: mutaciones ubicadas en 2 genes 1 2 haploides Fenotipos mutantes 1 2 diploides Fenotipo salvaje TRANS 1 2 haploides Fenotipo mutante Fenotipo salvaje diploides Fenotipo salvaje CIS 1 2 COMPLEMENTAN

Prueba de complementación CIS-TRANS: mutaciones en un mismo gen 1 2 haploides Fenotipos mutantes 1 2 diploides Fenotipo mutantes TRANS NO COMPLEMENTAN 1 2 haploides Fenotipo mutante Fenotipo salvaje diploides Fenotipo salvaje CIS 1 2 COMPLEMENTAN

En la prueba de complementación: 1. Las mutaciones en genes diferentes se complementan. 2. Las mutaciones en un mismo gen forman un grupo de complementación ¿Recombinan las mutaciones que están en un mismo gen? S. Benzer Un alelo mutante Un alelo salvaje 1 2 2 alelos mutantes 1 2 RECOMBINACIÓN INTRAGENICA PROBLEMA EXPERIMENTAL

Bacteriófago T4 Ciclo lítico Genera 102 - 103 Fagos/hora

Sistema biológico con altísima resolución rII+ rII- E. coli B Excelente herramienta para el mapeo fino del gen Probar que ocurría recombinación intragénica

Es posible hacer coinfecciones con T4: OBJETIVOS Mapear las mutaciones en la región rII por complementación Hacer experiencias para demostrar recombinación E. coli K(λ) rII- A rII- B http://www.dnaftb.org/dnaftb/18/concept/index.html

Prueba de complementación CIS-TRANS E. Coli K(λ) rII- m1 rII- m2 diploides TRANS A B A B m2 m1 Gen rIIA rIIB Producto del gen NF F No complementan No hay lisis No hay progenie rIIA rIIB F F Complementan Hay lisis Hay progenie Prueba de complementación CIS-TRANS E. coli K(λ) rII- m1+m2 rII+ diploides CIS A B A B m1+m2 Mutaciones rII- recesivas lisis Dominantes No hay lisis m1 m2

Demostración de recombinación intragénica Existía un mapa del cromosoma de T4 producto de infecciones mixtas Escoge mutaciones con fenotipo similar Una placa lítica 107 de partículas virales Produjo mutaciones puntuales y por deleción

Demostración de recombinación intragénica E. coli B rII- m1 rII- m2 m1 m1 A m2 salvaje A m1 m2 doble mutante Forma placas en E. coli K(λ) No forma placas en E. coli K(λ)

Demostración de recombinación intragénica: Control E. coli B rII- m1 E. coli B rII- m2 m1 A m2 A No forma placas en E. coli K(λ)

Mapeo por deleciones de la región rII de T4 Mutación puntual dentro de los límites de la deleción m Mutación puntual fuera de los límites de la deleción m Deleciones solapadas Deleciones no solapadas No puede recombinar Toda la progenie es mutante No forman placas en E. coli K(λ) Es posible producir fagos salvajes por recombinación que forman placas en E. coli K(λ)

Mapeo por deleciones de la región rII de T4 PB 242 CONTROL 1272 1241 J 3 P T I A 105 638 Seymour Benzer 1010 (Seg A1) DAP 56 (Seg A2) G 171 (Seg A3) F 16 (Seg A4) 548 (Seg A5) G 16 (Seg A6) 326 (Seg B) CONTROL Mapeo 1612 mutaciones puntuales

Mapa de deleciones detallado de la región rII obtenido por Benzer 1961 1272 1241 1010 638

Mapeo por deleciones de la región rII de T4 PB 242 CONTROL 1272 1241 J 3 P T I A 105 638 Seymour Benzer 1010 (Seg A1) DAP 56 (Seg A2) G 171 (Seg A3) F 16 (Seg A4) 548 (Seg A5) G 16 (Seg A6) 326 (Seg B) CONTROL Mapeo 1612 mutaciones puntuales

Conclusiones El gen consiste en diferentes partes que pueden mutar El número de sitos capaces de mutar = al número de nucleótidos Las mutaciones en diferentes partes del gen pueden recombinar y producir alelos salvajes Hay recombinación entre nucleótidos Un gen es un conjuntos lineal de nuclótidos consistente con el modelo de la doble hélice para el ADN

Prueba de complementación CIS-TRANS E. Coli K(λ) rII- m1+m2 rII+ CIS A B A B m1+m2 m1 m2 diploides Mutaciones rII- recesivas lisis Dominantes No hay lisis