Genética microbiana Sergio Abate, Vet., Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Universidad Nacional de Rio Negro - Sede Atlántica.

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1 Genética microbiana Sergio Abate, Vet., Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Universidad Nacional de Rio Negro - Sede Atlántica

2 Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN Genética microbiana ¿Por que razón los microorganismos han sido los principales modelos para el estudio de la genética?

3 Se asume como una población derivada de una única célula, y por ello dicha población posee idéntico genotipo Genética microbiana Estudia la transmisión de los caracteres (genes) y la regulación de la herencia Unidad de herencia Es el capital genético de una célula Es el conjunto de características genéticas que se ponen de manifiesto. Genética: Gen: Genotipo: Fenotipo: Genoma: Es la suma de genes que posee una célula Replicón: Es la secuencia de nucleótidos donde comienza la replicación + todo el ADN bajo su control Para un taxón determinado, el replicón es fijo y heredable. En bacterias, el cromosoma, los plásmidos y los fagos son replicones únicos Clon o cepa: Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN

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5 Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN Promotor- Operador: Secuencias de ADN que no codifican para una característica en especial, sino que tienen como función regular las secuencias de ADN que serán transcriptas Operon: Grupos de genes cuya expresión se encuentra controlada por un único operador.

6 Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN Promotor- Operador: Secuencias de ADN que no codifican para una característica en especial, sino que tienen como función regular las secuencias de ADN que serán transcriptas

7 Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN Plásmido: ADN circular bicatenario, que constituyen replicones únicos. Suelen acarrear genes vinculados a funciones especializadas como FV (toxinas, adhesinas, etc.). Pueden ser uni o multicopia (50). Pueden ser conjugativos (factor F) o no conjugativos (colicinas); ademas se pueden transmitir por transducción o transformación

8 Elementos génicos movibles (tn). El tn mínimo codifica la secuencia IS: un solo gen para transposasa + 2 secuencias de reconocimiento (15 a 40 pb) en los extremos. Pueden acarrear información entre sus extremos Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN Episomas: Plásmidos capaces de integrar el cromosoma (Ej factor de fertilidad de E. coli) Transposon:

9 Los genes de los hongos: * Siguen el patrón de células eucariotas de seres superiores Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN Los genes bactrianos * Única molécula de ADN (cromosoma), doble cadena, generalmente circular Los genes bacterianos (extracromosómicos): *Plásmidos: transferibles, acarrean información estructural y funcional, pueden ser autónomos (Operon y replicón) *Transposones: Genes saltarines Los genes virales: *ADN ó ARN, simple o doble, única cadena o fraccionado

10 Estructura del ADN: *M odelo de doble hélice *Cadenas complementaras y antiparalelas *Polímero de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiester Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN

11 Estructura del ADN: Nucleótido: Base nitrogenada (púrica o pirimidínica) + fosfo 2´ desoxirribosa en carbono nº 5 del HdC Bases puricas: Adenina y guanina / Bases pirimidínicas: Citosina y Timina Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN

12 Origen del modelo de ADN: Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN

13 Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN

14 ¿Será útil –y hasta necesario- tanto para animales superiores como para microorganismos poseer variantes ó alternativas fenotipicas entre los individuos de una población? Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN ¿Para qué? ¿Qué ejemplos actuales podemos citar?

15 Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN Consecuencias aparentemente negativas para diversos seres vivos

16 Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN Consecuencias favorecedoras para el microorganismo

17 Si la expresión fenotípica depende del genotipo, y las bacterias y virus se reproducen de forma conservativa, por copia del acido nucleico parental (en el caso de bacterias, por fisión binaria): ¿Como hace una bacteria, o un virus, que no tienen reproducción sexual, para obtener esas alternativas o variaciones fenotípicas? Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN División bacteriana (y multiplicación viral): Si es de tipo conservativa (no hay recombinación): se puede generar variación?

18 Bases de la modificación fenotípica bacteriana: *Con modificación genética: Cromosomica: -Mutación (por inserción, deleción o cambio) (por inserción) Extracromosómica:-Conjugación -Transformación -Transducción *Sin modificacón genética: Regulación Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN

19 Conjugación: 1) Apareamiento celular (Pili sexual) 2) Transferencia unidireccional de ADN 3) Recombinación entre el fragmento donador y el ADN de la célula receptora 4) Expresión de un nuevo carácter fenotípico Factor F: ADN bicatenario que posee información para: 1) todo el proceso de su propia transferencia 2) síntesis del pili sexual Puede estar como plásmido autonomo o integrando un cromosoma Se transmite a si mismo convirtiendo a la célula receptora (F-) en F+ Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN

20 Conjugación: 1) Pili sexual establece puente entre célula F+ y F- 2) Retracción de pili 3) Comienza la replicación del plásmido (factor F) Corte por una topoisomerasa Desplazamiento de la cadena hija a la célula F- Copia de la cadena complementaria en ambas células Circulización del ADN en ambas células Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN

21 Transducción: No requiere contacto célula- célula La capacidad de transducción no es inhibida por ADN asas Dependen de receptores específicos en células receptoras para el virus La neutralización viral con Ac específicos impide la transducción Un profago, al pasar de ciclo lisogénico a ciclolítico, puede llevar fragmentos del cromosoma bacteriano sumados al propio genoma viral, incrementando así su carga genética como la de la proxima bacteria a la cual infecte y le incorpore su genoma Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN

22 Transformación: Demostrada mediante el experimento de Griffith Genética microbiana Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN

23 Genética microbiana En síntesis: a)la genética estudia la heredabilidad b) No siempre sobreviven los mas aptos Sergio Abate, Vet. Mag. Dr. Profesor Adjunto Microbiología – Sede Atlántica - UNRN