Plasticidad Genomica

Luisa Fernanda Bernal Aragón

Contexto… Azospirillum
Promotores del
crecimiento vegetal
mediante fijación de
nitrógeno

Azospirillum brasilense ATCC 29145

Colonización las
raíces plantas,
gramíneas
Se encuentran
principalmente en
hábitats terrestres
Promotores del crecimiento
vegetal mediante la secreción
de fitohormonas

Contexto…

• La secuenciación y el análisis del genoma de bacterias delsuelo
como Azospirillum spp. Revelaron que estos organismos hicieron
la transición  mucho más tarde que la principal divergencia
sugerida para bacterias acuáticas y terrestres.

• La separación de Azospirillum de sus parientes acuáticos más
cercanos coincidió aprox. con la aparición de las plantas
vasculares terrestres.

Análisis de la secuencia del genoma de tres especies de
Azospirillum paradeterminar su origen genético
Azospirillum lipoferum - Azospirillum sp. 510 - Azospirillum brasilense
• Las bacterias del género Azospirillum ha obtenido casi la mitad de
su genoma de organismos terrestres.
• La mayoría de los genes que codifican las funciones críticas para la
asociación con plantas se han adquirido por transferencia
horizontal de genes (THG).
• Sin embargo, la mayoría de los genes“House-Keeping” de
Azospirillum tienen ortologos en sus parientes más cercanos de
origen acuático.

Azospirillum hábitats y sus parientes
más cercanos (bacterias acuáticas)

Árbol de máxima similitud construida a partir de secuencias de 16S
rRNA de los miembros de Rhodospirillaceae. Acetobacter acetii ,
miembro del mismo orden Rhodospirillales, pero de la familia
Acetobacteriaceae, se muestracomo un grupo externo.

Características genomas Azospirillum
• En comparación con los genomas de sus parientes más
cercanos los tres genomas de Azospirillum analizados son más
grandes y cada uno presenta siete (7) replicones.
• La presencia de múltiples replicones en el genoma se
reportado previamente para diferentes cepas de Azospirillum.
(Didonet, et al. 2000).

Potencial de plasticidadgenómica.

Resultados
Características genomas Azospirillum

.
a
c
i
m
ó
n
e
g
El replicón más pequeño es un plásmido.
d
a
d
i
c
ti
Cinco (5) replicones de
s los genomas de Azospirillum
a
l
p
lipoferum y Azospirillum
sp. 510 se definieron como
e entre los cromosomas y plásmido).
d
“chromids’’ (intermedios
l
a
i
c
n
e
t replicones del genoma de Azospirillum brasilense
Treso(3)
P chromids'
son''

1. Elreplicón más grande de cada genoma tiene todas las
características de un cromosoma bacteriano.
2.
3.

4.

Plasticidad Genómica

• Se encontró muy poca sintenia entre replicones de especies de
Azospirillum. En comparación con alfa-proteobacterias que
también presentan multi-replicones.

• Hay más reordenación genómica dentro de los genomas de
Azospirillum que dentro de los genomas de otros rizobios.(González, et al. 2006).

¿Qué genes no comparte Azospirillum con sus
parientes acuáticos y cuál es el origen de esos genes
adicionales?
• Los autores desarrollaron un flujo de trabajo sólido utilizando
herramientas bioinformáticas, para detectar los genes
adquiridos por línea ancestral y por THG.
• Es de destacar que los orígenes de casi la mitad de los genes
en cada genoma Azospirillum se relacionacon THG.
CONTROL: Analisis bioinformáticos de genomas de miembros de
Rhodospirillaceae, mostraron que el nivel THG es sustancialmente
menor en las especies acuáticas comparado con el de Azospirillum.

Clasificación de la mayoría de los genes que codifican
para proteínas en los genomas de Azospirillum
(genes ancestrales o THG)

(Azul) ancestrales

(Rojo) transferidos horizontalmente

enAzospirillum.

La proporción de genes ancestrales y transferidos horizontalmente predichos para tres
genomas Azospirillum, con diferentes intensidad de color = indica el nivel de confianza.
Los genes que no se pueden asignar mediante este protocolo se muestran en blanco.

Clasificación de la mayoría de los genes que
codifican para proteínas en los genomas de
Azospirillum
(gene ancestrales o THG)...