GENÉTICA BACTERIANA

Docente: Dra. Estela Tango

OBJETIVOS

Conocer la genética bacteriana.

Elementos genéticos móviles:

- Plásmidos

- Bacteriofagos

- Transposones

- Integrones y cassettes génicos.

Mecanismos de transferencia genética:

- Conjugación

- Transformación

- Transducción

GENOMA BACTERIANO

Una molécula de ADN de doble hebra circular, en una copia (haploides).

DNA compactado (proteínas tipo histonas).

Alto peso molecular (4x106 pb en E. coli).

Codifica aprox. 4700 genes (E. coli).

Replicación del DNA acoplada a la división celular.

ELEMENTOS GENÉTICOS

MÓVILES

(Extracromosómico)

Plásmidos

Bacteriófagos

Transposones

Integrones y cassettes génicos

Plásmidos Moléculas de DNA circular extracromosómico

Origen de replicación propio (Ori) determina

autonomía de replicación del cromosoma

Tamaño molecular: 1-200 Kb

Nº de copias variables (1 - >40)

Transportan información genética no esencial

para la vida de las bacterias

En Escherichia coli se

han reconocido muchos

plásmidos, entre ellos

el F ("factor sexual“)

REPLICACION

DEL

PLASMIDO

BACTERIOFAGOS

Virus bacterianos.

Genoma (acido nucleico ARN o ADN)

cubierto por capa de proteinas.

Pueden establecer un ciclo lítico o lisogénico

Para integrarse reconocen secuencias

específicas en el genoma bacteriano

CICLO DE REPLICACIÓN DE

UN BACTERIÓFAGO

TRANSPOSONESSecuencias de inserción (elementos IS)

Están compuestas por una secuencia corta

de DNA que codifica las enzimas necesarias

para su transposición

Los extremos son secuencias repetidas

invertidas idénticas de 15-25 pb, variables en

distintas IS

TransposasaIL IRIL-1

Transposones compuestos

Contienen otros genes, además, de los

genes necesarios para su transposición Ej R,

Vir

A menudo contienen los genes extra en la

región central, flanqueada en ambos lados

por elementos de inserción similar ó idéntica

Otros genes

IS IS

IR IR IL IL

Integrones y cassettes

génicos

Familia de elementos genéticos potencialmente

móviles capaces de integrar y expresar genes de

resistencia a los antibióticos.

Detectados en bacilos Gram (-) fermentadores:

- Enterobacteriaceae y Vibrionaceae21-23

- En algunos no fermentadores: Pseudomonas

aeruginosa24 y Acinetobacter baumannii25.

-Además, un integrón funcional en bacterias Gram

(+), en una cepa de Corynebacterium glutamicum

INTEGRONES Y CASSETTES GÉNICOS

Figura 1. Representación esquemática de la estructura básica de un integrón y de la

adquisición decassettes genéticos de resistencia. intI1: gen que codifica la integrasa

clase 1; attI: sitio de recombinación del integrón en el cual los cassettes son

integrados; PI: promotor que transcribe la integrasa; PC: promotor que dirige la

transcripción de los cassettes integrados. attC: sitio de recombinación

del cassette genético (esquema no dibujado a escala).

Recombinación genética en las

bacterias Proceso que forma un nuevo genoma recombinante

Existen tres tipos de recombinación genética en Bact.

Recombinación general

◦ Intercambio recíproco entre un par de secuencias homólogas

de DNA Ej. Transformación

◦ El proceso ocurre a cargo de los productos de los genes rec

Recombinación específica de sitio

◦ El material genético no presenta homología con el cromosoma

receptor Ej. Transducción

◦ El proceso ocurre a cargo de enzimas virales

Recombinación replicativa

◦ No depende de homología de las secuencias

◦ La emplean los elementos genéticos móviles

Mecanismos de transferencia horizontal

de información genética en las bacterias

Se produce recombinación genética en la

transferencia horizontal de genes

◦ Conjugación

◦ Transformación

◦ Transducción

CONJUGACIÓN

Operón tra (21 genes)

• Codifica estructuras y proteínas para la

transferencia del plasmido.

• Contiene secuencias homólogas (IS) con

el cromosoma bacteriano.

• Puede existir fuera ó integrado al

cromosoma.

Conjugación Factor F

Una bacteria donadora F+ transmite a través de

un puente o pili, un fragmento de ADN, a otra

bacteria receptora F-. La bacteria que se llama F+

posee un plasmido, además del cromosoma

bacteriano.

ConjugaciónTransferencia de genes de resistencia

Transformación

DNA en solución

◦ Fragmentos lineales

◦ DNA desnudo

Deben integrarse

◦ Plásmidos

TRANSFORMACIÓN

Intercambio genético

Una bacteria capta fragmentos de

ADN, de otra que se encuentran

dispersos en el medio donde vive.

TRANSDUCCIÓN

La transferencia de ADN de una bacteria a

otra a través de un virus bacteriófago, que

se comporta como un vector intermediario

entre las dos bacterias.

a, el virus se acopla a la bacteria

b, el virus rompe la pared bacteriana

c, el virus inyecta su ADN