Genética bacteriana

GENÉTICA BACTERIANA

CLASE 1

1. Variación de las poblaciones bacterianas

Las bacterias no se reproducen sexualmente. Los nuevos genotipos y fenotipos se producen por dos mecanismos:

Por adaptación al medio: debido a la regulación de la expresión génica
Asociadas a cambios en el genotipo, que son las que vamos a tratar y que pueden ocurrir:
sin transferencia de material genético:mutaciones
asociadas al intercambio horizontal de material genético mediante la
Transformación
Transducción
Conjugación


2. Mutaciones

Mutación [del latín mutare, cambiar] es cualquier alteración de la secuencia de bases de un segmento de ADN correspondiente a un gen. Es decir, cambio en el genotipo estable y heredable.

Las mutaciones en la naturaleza son espontáneas y ocurren alazar. Aparecen por errores en los procesos de replicación, reparación o recombinación del ADN. El medio ambiente sólo actúa seleccionando la mutación favorable. La frecuencia es muy baja y está entre 10-10 y 10-5 por generación y por gen.


Las mutaciones no siempre se observan en el fenotipo, unas porque son silenciosas (no hay cambio fenotípico) y otras porque son letales (desaparece elindividuo de la población).

Entre las mutaciones observables que sufren las bacterias existen:

Cambios morfológicos: por ejemplo que afecte a la presencia o no de cápsula.

Mutaciones que afectan al metabolismo y nutrición: Por ejemplo un microorganismo capaz de utilizar la lactosa como fuente de carbono (lactosa +) puede sufrir una mutación y convertirse en lac – teniendo que utilizar otrasfuentes de carbono.

Mutaciones que originan resistencia a antimicrobianos y bacteriófagos. Estas mutaciones pueden deberse a varias causas: Impermeabilidad de las membranas o envueltas celulares o a disminución de la afinidad por la diana entre otros mecanismos.


Tipos de mutaciones a nivel molecular

Mutaciones puntuales

Son sustituciones de pares de bases. Pueden ser: Transiciones:suponen cambio de una pareja Pu:Py x Pu:Py (A:T por G:C). Transversiones: cambio de una pareja Pu:Py x Py:Pu (A:T por T:A ó G:C por C:G). El efecto de esta mutación puede ser muy variado. A veces son silenciosas por la degeneración del código genético o porque el aminoácido afectado no sea esencial en la estructura y función de las proteonas

Mutaciones de desplazamiento de la fase (= del marcoo pauta) de lectura (“frameshifts”)

Se pueden originar por pérdida (delección) o ganancia (adición) de un pequeño nº de nucleótidos (que no sea 3 o múltiplo de 3 ya que como sabemos cada tripleta codifica para un aminoácido).

Grandes delecciones (o borraduras)

Suponen la eliminación de cientos e incluso de miles de nucleótidos.
En el caso de que afecten a más de dos genes, se puedeoriginar más de un cambio fenotípico, es lo que se denomina mutación pleiotrópica


Mutaciones originadas por elementos genéticos transponibles.

Como ya hemos comentado con anterioridad, estos elementos genéticos transponibles son principalmente de dos tipos:

secuencias de inserción (IS) es un segmento corto de ADN que puede moverse dentro de un cromosoma o de uno a otro.
transposón(Tn) es un trozo de ADN flanqueado por dos IS y que igualmente puede ser insertado en sitios arbitrarios del genoma.

La inserción de un transposón o de una secuencia IS dentro de un gen puede producir una mutación denominada polar. Se llaman polares porque dependiendo de cómo se inserten se impide o no la transcripción de un gen.

Mutaciones causadas por errores en la recombinación.Inversiones: Se producen giros de 180 grados, es decir dos segmentos de nucleótidos de hebras complementarias se invierten y se intercambian.

Translocaciones: Donde largos segmentos de DNA cromosómico se mueven a una localización diferente
Duplicaciones en tándem: Se trata de la aparición de una copia de una zona de ADN a continuación de la localización del original.
Agentes mutagénicos e...