Genetica

Microbiología Clínica 2006 - 2007
Tema 4: Transmisión de la información genética

Transmisión de la información genética
– Transferencia horizontal del material genético en procariontes
• Transformación • Conjugación • Transducción. – Reparto del material genético en procariontes y eucariontes.

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Transmisión horizontal de información genética en eucariontes. Consecuencias dela transmisión horizontal de material genético Transcripción y traducción en procariontes y en eucariontes. Regulación de la expresión génica. El modelo del operón: operones inducibles y represibles Secuenciación de genomas.

Dogma Central de la Biología Molecular
Información

Replicación del ADN

Información

Transcripción: síntesis de de ARN

núcleo
Información

citoplasmaMembrana nuclear

Traducción: síntesis de proteínas Proteína ribosoma

proteína

Dogma Central de la Biología Molecular
Entre células de diferente generación Dentro de una célula

Entre células de la misma generación

Célula parental
Replicación Célula recombinante Recombinación División celular Traducción Proteína Transcripción

Células hijas

Metabolismo y crecimiento celularTranscripción y traducción en bacterias
Proteína

Traducción

Dirección de la transcripción

RNA polimerasa

Polirribosoma Ribosoma Dirección de la traducción

Estructura del material genético en procariontes y eucariontes
Procariontes
Cromosomas abiertos o cerrados Uno o varios cromosomas Haploides (n) División por bipartición simple Un solo origen de replicación por cromosomaCromosoma sin histonas Genes sin intrones Varios genes bajo el control del mismo promotor: operón

Eucariontes
Cromosomas abiertos Varios cromosomas Fases haploides (n) y diploides (2n) División por mitosis y meiosis (div. reduccional) Varios orígenes de replicación por cromosoma Presencia de histonas Genes con intrones y exones Cada gen tiene su propio promotor (no hay operones)

Tipos deelementos genéticos
ADN

Cromosomas

Información genética esencial Uno o varios por célula ADN Perfil plasmídico Factores de virulencia Factores de resistencia

Plásmidos

Información no esencial Puede haber de varios tipos y en diferente número en la misma célula ADN o ARN

Virus

Elementos patógenos de las bacterias Pueden “integrarse” en el genoma bacteriano Elementos genéticos móvilesSecuencias de Inserción

Factores de virulencia Fagotipificación

Transposones

Tipificación

Transformación

Transformación de E. coli con un gen de resistencia a ampicilina (AMP) y un marcador de fluorescencia

Transformación
Factor de virulencia Cápsula virulento, muerto

Str. pneumoniae

Ratón vivo

Str. pneumoniae
avirulento, vivo

Ratón vivo

Ratón muertoencapsulado (virulento) y vivo

Str. pneumoniae

Transformación bacteriana
Otra bacteria DNA externo Otra organismo

Bacteria competente recombinación Competente natural Competente inducida

Bacteria transformada

Restricción = destrucción

Streptococcus pneumoniae

Escherichia coli

Transformación permanente

Eliminación del ADN externo

Transformación bacteriana
Bacteriacompetente Plásmido • Fragmento de ADN con un origen de replicación autónomo • Codifica genes responsables de funciones prescindibles • Proporciona algunas funciones nuevas a la célula en condiciones especiales

Bacteria transformada

• La transformación es un sistema de baja eficiencia • Una “buena” eficiencia es 109 ufc/µg de DNA
• Tamaño del plásmido: aprox. 3 -10 kpb • Peso molecular del plásmido:660 x 3 x 103 = 1980 x 103 ≈ 2 x 106 por tanto, entre 2 y 6 x 106. • 1 µg de DNA plasmídico equivale a entre 2 y 5 x 10-13 moles de plásmido y a más de 1011 moléculas • Por tanto, sólo 1 de cada 100 moléculas del plásmido transforma realmente una célula

Multiplicación del plásmido con la bacteria

Conjugación bacteriana
E. coli portadora
del plásmido F

E. coli sin plásmido F E. coli...