Gen

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Genética Microbiana

• Es la ciencia que define y analiza la herencia o
  la constancia y cambio de las funciones
  fisiológicas que constituyen las propiedades de
  los organismos.

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Genética microbiana

• Introducción.
• Estructura del DNA.
• Replicación del DNA
• Mutación.
• Recombinación.
• Transformación
• Conjugación
• Transducción.

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Genética Microbiana

• La unidad de la herencia es el gen, segmento de
  ADN que contiene en su secuencia de nucleótidos,
  información para una propiedad bioquímica o
  fisiológica específica.
• Las dos funciones esenciales del material
  genético son La replicación y la expresión.

4
Genética Microbiana
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• Las base química para la variación en el fenotipo
  es un cambio en el genotipo, o una alteración en
  la secuencia del ADN dentro de un gen, o en la
  organización de los genes.
• Mutación es un cambio permanente en la secuencia
  de nucleótidos de la molécula de ADN que se
  transmite a la descendencia.
• La variación fenotípica se ha estudiado basada en
  la capacidad de un gen para permitir la
  proliferación en condiciones de selección. ( gen
  de resistencia a la ampicilina)

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Genética microbiana

• Introducción.
• Estructura del DNA.
• Replicación del DNA
• Mutación.
• Recombinación.
• Transformación
• Conjugación
• Transducción.

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• El cromosoma bacteriano es una molécula circular
  de ADN que funciona como un elemento genético
  auto replicable (replicón).
• Algunas cepas bacterianas tienen replicones
  adicionales (plásmidos y bacteriófagos).
• Transposones.

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Estructura del ácido nucleico.

• Los ácidos nucleicos son grandes polímeros
  constituidos por unidades nucleotídicas que se
  repiten.
• Cada nucleótido contiene
• Un grupo fosfato
• Un azúcar (pentosa o desoxipentosa).
• Un par de bases púricas o pirimidínicas

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Estructura del ácido nucleico
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Ribonucleótido
11
Desoxiribonuleótido
12
Bases Nitrogenadas
13
(No Transcript)
14
Dogma de la Biología Molecular
15
Genoma eucariótico.

• Mas de un cromosoma lineal.
• Separados por una membrana nuclear del citoplasma
• Diploides.
• Tiene mucho ADN no codificante.
• ADN cromosómico, mitocondrias, cloroplastos.

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Genoma procariótico

• No tienen membrana nuclear.
• Los genes bacterianos son haploides y presentan
  un único cromosoma constituido por una molécula
  circular de ADN de doble cadena.
• Cromosoma E.Coli (1,35mm) Circular
• Muchas bacterias contienen genes adicionales en
  PLÁSMIDOS.
• TRANSPOSONES elementos genéticos móviles.

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Genética microbiana

• Introducción.
• Estructura del DNA.
• Replicación del DNA
• Mutación.
• Recombinación.
• Transformación
• Conjugación
• Transducción.

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Replicación del DNA

• Cromosoma Bacteriano
• Transposones
• Plásmidos
• Bacteriófagos.

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Replicación del DNA

• Cromosoma Bacteriano
• Transposones
• Plásmidos
• Bacteriófagos.

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Replicación del DNA

• Durante la replicación cada banda helicoidal del
  ADN sirve como un molde para la síntesis de una
  nueva banda complementaria.
• Cada molécula de doble cadena de ADN hija
  contiene una banda de poli nucleótido vieja y una
  banda nueva sintetizada.
• Este tipo de replicación del ADN se denomina
  semiconservativa.

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Replicación del DNA

• El DNA que se copia para formar uno
  complementario se llama molde.

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Replicación del DNA

• La reaplicación del ADN cromosómico en las
  bacterias comienza en un sitio específico del
  cromosoma llamado locus ori, una región del DNA
  unida a la membrana celular.
• La replicación es bidireccional.

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ENZIMAS

• 1) Helicasas.( separa las dos hebras)
• 2)RNA pol DNA dependiente.(primer)
• 3)DNA pol. (adicionan nucleótidos).Tipo III
• 4) DNA pol I ( con actividad exonucleasa).
• 5) DNA ligasa (une los fragmentos de DNA)
• 6) Topoisomerasa. Relaja DNA superenrollado.

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Replicación del DNA
25
(No Transcript)
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Replicación del DNA

• Cromosoma Bacteriano
• Transposones
• Plásmidos
• Bacteriofagos.

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Transposones

• Son segmentos de DNA que pueden moverse de un
  sitio a otro en una molécula de
  DNA.(transposición).
• La inserción de un transposón a menudo interrumpe
  la secuencia lineal de un gen y lo
  inactiva.(mutación)
• Principal enz. Transposasa.
• Dos tipos
• Transposición no replicativa
• Transposición replicativa

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Replicación del DNA

• Cromosoma Bacteriano
• Transposones
• Plásmidos
• Bacteriofagos.

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Plásmidos

• Los plásmidos son replicones que se mantienen
  como elementos genéticos distintos,
  extracromosómico en las bacterias.
• La mayoría son moléculas doble cadena, circular.
• Los plásmidos estrechamente relacionados no
  pueden mantenerse de forma estable en la misma
  bacteria hospedero (incompatibles).
• Los plásmidos conjugativos codifican funciones
  que promueven la transferencia de plásmido de una
  bacteria donante a otra receptora.
• Otorgan generalmente propiedades como resistencia
  a antibióticos, producción de toxinas.
• La replicación es semejante a la replicación
  cromosómica.

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Genetica microbiana

• Introducción.
• Estructura del DNA.
• Replicación del DNA
• Mutación.
• Recombinación.
• Transformación
• Conjugación
• Transducción.

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Mutación

• Es un cambio hereditario en la secuencia ADN que
  constituye el genoma de un organismo.
• Mutante.(ejemplo His o His -)
• Las mutaciones espontáneas en las bacterias son
  raras, ocurren con una frecuencias de 10-8 a 10-6
  .
• Las mutaciones pueden ocurrir por
• sustituciones (en la replicación).
• Supresiones
• Inserciones (transposones o fagos)
• Reordenamiento de bases.
• Reversiones.

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Mutación

• Sustituciones
• Pueden ser causadas por apareamiento erróneo
  entre bases complementarias durante la
  replicación.
• Toda sustitución produce un cambio en el
  fenotipo?

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Supresiones e inserciones.

• Supresiones o deleciones son mutaciones en las
  que se ha eliminado una región del DNA.
• Algunas deleciones son tan grandes que pueden
  afectar a varios genes.
• No son reversibles salvo por recombinación
  genética.
• Puede ser causado por daño al DNA.
• Inserciones cuando se añaden nuevas bases al
  DNA. Errores que ocurren en el proceso de
  recombinación. Son elementos transponibles.
• Pueden ser micro o macro deleciones o
  inserciones. Dependiendo del número de bases
  afectadas.

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(No Transcript)
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Reversiones

• Las mutaciones puntuales son reversibles.
• Un revertiente se define operativamente como una
  cepa en la que aparece restaurado el fenotipo
  silvestre que se perdió en el mutante.
• Dos tipo
• Revertientes de un mismo sitio o verdaderas.
• Revertientes de segundo sitio o supresoras.

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Mutágenos

• Agentes químicos, físicos o biológicos que pueden
  inducir mutaciones.
• Químicos Algunos son análogos de bases que se
  parecen estructuralmente a las bases púricas y
  pirimidínicas. Pero muestran propiedades de
  apareamiento erróneas.

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Mutágenos

• Biológicos
• Transposones.
• Bacteriófagos
• Físicos
• Radiación
• No ionizantes Luz UV 260nm causa dímeros de
  pirimidina.
• Ionizantes. Através de la acción de los radicales
  libres.

• Mutagénesis dirigida
• No son al azar utilizan la tecnología de DNA
  recombinante.

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Genética microbiana

• Introducción.
• Estructura del DNA.
• Replicación del DNA
• Mutación.
• Recombinación.
• Transformación
• Conjugación
• Transducción.

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Recombinación genética

• Se define por recombinación al proceso en que
  tenga lugar la formación de un nuevo ADN a partir
  de moléculas destruidas, de manera que la
  información genética procedente de cada molécula
  de ADN original estará presente en las nuevas.
• Implica un intercambio físico de material
  genético entre elementos genéticos.

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• 1) Ruptura del DNA (enz nucleasa)
• 2) Proteína de unión al DNA (SSB)
• 3) Rec A se una al fragmento monocatenario y
  facilita la formación del complejo).Invasión de
  cadena.
• 4) Formación de un heteroduplex. Cada cadena esta
  formado por un cromosoma diferente.
• También participan enz nucleasas, ligasas y
  polimerasas.

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Recombinación genética

• La recombinación genética en procariotas puede
  observarse a través de 3 procesos diferentes
• Transformación. (DNA libre)
• Transducción. (virus)
• Conjugación. (Plásmidos)

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Recombinación Genética
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Genética microbiana

• Introducción.
• Estructura del DNA.
• Replicación del DNA
• Mutación.
• Recombinación.
• Transformación
• Conjugación
• Transducción.

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Transformación genética.

• Es un proceso por el que el DNA libre se
  incorpora en una célula receptora y lleva a cabo
  un cambio genético.
• De los tres procesos, de recombinación genética,
  fue el mas importante ya que suministró la
  primera evidencia de que el ADN es el material
  genético.(Griffith 1920)

45
(No Transcript)
46
Transformación genética

• Competentes una célula capaz de tomar una
  molécula de DNA y ser transformada.
• Solo algunas cepas son competentes y esta
  capacidad es heredable y regulada por distintas
  proteínas.
• Hay diferentes formas de incorporar DNA.
• Algunas Gram sólo incorporan DNA doble cadena
  (Haemophilus).
• Gram , sólo DNA simple cadena.(Streptococcus y
  Bacillus).

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• Pasos
• 1) El DNA se una a la superficie celular por una
  proteína de unión a DNA.
• 2) Actúa una nucleasa.
• 3) Se asocia a proteínas específicas de
  competencia.
• 4) Actúa la Rec A.

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Transformación genética

• Si las bacterias son transformadas con ADN
  extraído de un virus bacteriano, este proceso se
  conoce como transfección.
• Competencia inducida.
• Altas concentraciones de iones calcio y luego se
  mantiene en frío.
• Electroporación.

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Genética microbiana

• Introducción.
• Estructura del DNA.
• Replicación del DNA
• Mutación.
• Recombinación.
• Transformación
• Conjugación
• Transducción.

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Conjugación

• Plásmidos
• Son elementos genéticos que se replican
  independientemente del cromosoma del hospedador.
• No tienen una forma extracelular.
• Mayoría DNA bicatenario.
• Se replican de manera similar al cromosoma.
• Pueden estar desde 1 o 3 copias hasta mas de 100
  en una misma célula.
• Los plásmidos relacionados son incompatibles.
• Una de las principales característica es la de
  otorgar resistencias a distintos tipos de
  antibióticos.

51
(No Transcript)
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Conjugación

• Es un proceso de transferencia genética que
  requiera contacto célula a célula.
• Hay una célula donadora (macho) que contiene el
  plásmido conjugativo, y una célula receptora
  (hembra) que carece de el.
• En E.coli el plásmido F codifica para pelos F.
• Se conjuga por replicación circulo rodante.
• El DNA se replica simple cadena y forma la
  segunda cadena en la cepa receptora.

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(No Transcript)
54
(No Transcript)
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Conjugación con Cepas Hfr.
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Genética microbiana

• Introducción.
• Estructura del DNA.
• Replicación del DNA
• Mutación.
• Recombinación.
• Transformación
• Conjugación
• Transducción.

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Transducción

• En la transducción el DNA se transfiere el DNA de
  una célula a otra por medio de virus.
• 2 tipos
• Transducción generalizada.
• Transducción especializada.
• La partícula vírica transductora, en ambas
  formas, es normalmente defectiva como virus, ya
  que algunos genes víricos necesarios están
  reemplazados por otros.

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(No Transcript)
59
(No Transcript)
60
(No Transcript)
61
Fin