Genetica bacteriana

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Genetica bacteriana

  1. 1. Bacteriología Unidad IV genética bacteriana Por: Daniela Monserrat Rojas Ayala & Nora Guzmán López
  2. 2. 1. Características genéticas de las bacterias  Contienen ADN  Contienen cromosoma  Material genético extra cromosómico (procariotas)  Llevan a cabo duplicación o replicación
  3. 3. 2.Cromosoma bacteriano, estructura y replicación o duplicación  Se sitúan en una cadena de ADN  El tamaño de esta molécula varia según la especie bacteriana de 0,1 x 109 a 8 x 109 Dalton
  4. 4. Características o Secuencias de bases nucleotídicas conformando el ácido desoxirribonucleico (ADN). o Dos cadenas con bases complementarias (A-T y G-C) unidas por puentes de hidrógeno (anti paralelas). o En promedio de 4,000 kpb
  5. 5. 2.1. Cromosoma bacteriano Procariotas Eucariotas • DNA se encuentra en una larga molécula de 2 cadenas formando el cromosoma • situado en el citoplasma • se condensa y forma el nucleoide • Mayormente tienen forma circular , aunque algunos son lineales • Son haploides ( de un cromosoma único) • DNA extra cromosómico • DNA se encuentra en molécula lineal empaquetada • Ubicado dentro del núcleo • Son Diploides (contienen dos copias de cada gen ) • El número de cromosomas depende del organismo • Los cromosomas tienen proteínas que ayudan al plegamiento y empaquetamiento del DNA
  6. 6. Material genético extra-cromosómico: o Muchas bacterias tienen genes adicionales (información no vital para la bacteria). o Algunas veces en varias copias del mismo gen. o En estructuras genéticas extra cromosómicas, cada uno con características y funciones particulares:  Plásmidos  Cósmidos  Transposones Procariotas y su material extra cromosómico
  7. 7. 2.2. Duplicación del cromosoma bacteriano  se replica a partir de un único origen que se mueve linealmente hasta completar la duplicación total de la molécula, por lo que constituye un replicón. Replicón: es cada unidad de replicación del ADN que contiene todos los elementos requeridos para regular este proceso.
  8. 8. o tiene dos puntos de crecimiento (PC) u horquillas de replicación. o Replicón tienen la información genética necesaria para autorreplicarse. o Semiconservativa. o Bidireccional / unidireccional o Semidiscontinua. 2.2. Duplicación del cromosoma bacteriano
  9. 9. 2.2. duplicación del cromosoma bacteriano  una vez que la replicación del cromosoma se inicia en su origen, todo el cromosoma será duplicado.  El sitio de ADN que se está duplicando, se llama horquilla de replicación.  La replicación puede ser unidireccional o bidireccional, según se formen una o dos horquillas en el origen
  10. 10. Unidireccional Bidireccional
  11. 11. Ejemplo:
  12. 12. 12 Replicación: o En el proceso de replicación participan varias proteínas como: o ADN polimerasa o ARN polimerasa o Helicasa. o Topoisomerasa o Ligasa. o Primasas o La proteína SSB o Entre otras
  13. 13. 3. Estructura básica del DNA Contiene la información genética Secuencia de bases de la cadena polinucleótidica Formado por: A G T C unidades de P y azúcar desoxirribosa Dos cadenas con secuencia de bases complementaria (apareamiento de las bases) Sus cadenas de doble hélice son anti paralelas Su tamaño se expresa en peso molecular (1 nucleótido /330 ) o por el número de bases (4600 kilopares )
  14. 14. 3.1. Nucleótidos Constituye ntes de ácidos nucleicos (ADN / ARN Funciones: Moneda de transacción energética ATP Cofactores enzimáticos Constituidos por: Intermediarios metabólicos Son Mensajeros secundarios: AMPc CMPC Una base nitrogenada- Un Azúcar pentosa-Un grupo fosfato
  15. 15. 3.3.1Replicacion del DNA el mecanismo que permite al DNA duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica). De esta manera de una molécula de DNA única, se obtienen dos más "clones" de la primera. complementariedad entre las bases que forman la secuencia de cada una de las cadenas, el DNA tiene la importante propiedad de reproducirse idénticamente, lo que permite que la información genética se transmita de una célula madre a las células hijas y es la base de la herencia del material genético
  16. 16. Replicación del DNA  Replicación de DNA. La doble hélice es desenrollada y cada hebra hace de plantilla para la síntesis de la nueva cadena. La DNA polimerasa añade los nucleótidos complementarios a los de la cadena original.
  17. 17. MODELOS DE REPLICACIÓN En cada una de las moléculas hijas se conserva una de las cadenas originales, y por eso se dice que la replicación del DNA es semi- conservadora. Modelosdereplicación Conservadora Dispersora Semiconservadora (mecanismo real)
  18. 18. Replicación Conservadora Dispersora, o dispersante. Semiconservadora (modelo correcto). Se sintetiza una molécula totalmente nueva, copia de la original. Las cadenas hijas constan de fragmentos de la cadena antigua y fragmentos de la nueva. En cada una de las moléculas hijas se conserva una de las cadenas originales
  19. 19. 3.2.Bases púricas y pirimídicas Bases púricas Bases pirimídicas adenina (A) Guanina (B) Timina (T) Citosina(C) Uracilo (U)
  20. 20. 4. ESTRUCTURA BÁSICA DEL RNA  Es el más abundante en la célula  puede purificarse fácilmente  Una célula típica contiene 10 veces más RNA que DNA  El azúcar presente en el RNA es la ribosa.  RNA es químicamente inestable, de forma que en una disolución acuosa se hidroliza fácilmente.
  21. 21. 4.1. NUCLEÓTIDOS  RNA contiene las bases adenina (A), citosina (C) y guanina (G); sin embargo el RNA no contiene timina. En vez de esto, el cuarto nucleótido del RNA es la base uracilo (U).
  22. 22. 3.2.BASES PURICAS Y PIRIMIDICAS pirimidinas: citosina y uracilo purinas: adenina y guanina azúcar(pentosa):ribosa
  23. 23. 4.3.TIPOS DE RNA RNAm: (mensajero), su función es copiar el código genético del gen (DNA cromosómico) y llevar este mensaje al sitio de síntesis de proteínas (Ribosomas). RNAt (transferencia), traducción del mensaje de RNA en una secuencia especifica de aminoácidos. RNA (ribosomal) síntesis de proteínas.
  24. 24. 5.DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR Duplicación: consiste en la copia del ADN de una célula, antes de la división celular, para que la célula hija tenga el mismo ADN que la madre. Transcripción: consiste en convertir la información contenida en el ADN en un formato “legible” para la maquinaria celular de síntesis de proteínas, el ARN. Traducción: es el mecanismo por el que el mensaje que lleva el ARN se utiliza para sintetizar proteínas.
  25. 25. 6.CONTROL DE EXPRESIÓN GENÉTICA Operon Es una unidad genética funcional formada por un grupo o complejo de genes capaces de ejercer una regulación de su propia expresión por medio de los sustratos con los que interaccionan las proteínas codificadas por sus genes.
  26. 26. SU EXPRESIÓN GENERALMENTE ESTÁ REGULADA POR OTROS 3 FACTORES DE CONTROL, LLAMADOS: Factor promotor: zona que controla el inicio de la transcripción del operón, ya que la ARN Polimerasa tiene afinidad por ella. Operador: zona de control que permite la activación/desactivación del promotor a modo de "interruptor génico" por medio de su interacción con un compuesto inductor. Gen regulador: alguno de los genes del operón pueden codificar factores de transcripción que se unan al promotor, regulando así la propia expresión del operón. A toda regulación de la expresión realizada desde dentro del gen u operón se le llama "regulación en cis", pero puede haber también genes muy alejados del operón que codifiquen factores de transcripción para uno o varios otros genes u operones, y en este caso se hablaría de "regulación en trans".
  27. 27. OPERON LAC Codifica 3 proteínas que intervienen en el catabolismo del disacárido lactosa: el gen lacZ, el gen lacY y el gen lacA. Estas reacciones se producen cuando la célula tiene acceso a la lactosa pero no a la glucosa. Cuando se dispone de glucosa el operon se inactiva Cuando se dispone de glucosa y lactosa juntos, la transcripción del operon es insignificante. activado por CAP
  28. 28. DELECION es un tipo especial de anomalía estructural cromosómica que consiste en la pérdida de un fragmento de ADN de un cromosoma. Esta pérdida origina un desequilibrio, por lo que las deleciones están incluidas dentro de las reordenaciones estructurales desequilibradas.
  29. 29. INSERCIÓN se trata de ganancias de uno o más nucleótidos (inserciones o adiciones) y de pérdidas de uno o más nucleótidos (deleciones). Tienen como consecuencia cambios en el cuadro o pauta de lectura cuando el número de nucleótidos ganado o perdido no es múltiplos de tres.
  30. 30. INVERSIÓN un segmento de ADN del interior de un gen se invierte, para ello es necesario que se produzcan dos giros de 180º , uno para invertir la secuencia y otro para mantener la polaridad del ADN.
  31. 31. CORRIDA DE LECTURA es una mutación que inserta o borra un simple nucleótido en una secuencia de ADN. Debido a la naturaleza de la expresión genética, en forma de triplete, la inserción o borrado puede alterar la agrupación de codones, dando como resultado una traducción completamente diferente del original. esto ocurre cuando se añade o elimina un número de nucleótidos que no es igual a tres en la secuencia genética. A partir del punto de mutación, la lectura del código genético resulta en sentido equivocado, dando como resultado la inserción de aminoácidos completamente diferentes en la secuencia de la proteína original.
  32. 32. transición cambio de una purina (Pu) por otra purina, o bien cambio de una pirimidina (Pi) por otra pirimida. TRANSLOCACION O TRANSVERSION cambio de una purina (Pu) por una pirimidina (Pi) o cambio de una pirimidina (Pi) por una purina (Pu).
  33. 33. MECANISMO DE TRANSFERENCIA GENÉTICA  Plásmidos  Son elementos genéticos que se replican independientemente del cromosoma.  Se encuentran dentro de la célula.  Tipos:  P. conjugativos: codifican pili sexuales y proteínas necesarias para la transferencia de DNA.  P. R (resistencia a los antibióticos, mercurio).  P. Producción de bacteriocitas y antibióticos.
  34. 34. TRANSFORMACIÓN el DNA libre se incorpora a una célula. Etapas: Unión del DNA: proteína asociada a la membrana: autolisina y nucleasas. Incorporación del DNA: Primero se fija reversiblemente, luego se vuelve irreversible. Integración del DNA: proteína de unión, en el cromosoma proteína RecA
  35. 35. TRANSDUCCIÓN El DNA se transfiere de una célula a otra por medio de un virus: bacteriófago. Cuando un fago infecta a una bacteria, capta fragmentos del genoma de la célula hospedadora. Al infectar a otra bacteria el fago transductor puede transferir sus propios genes y también los de la célula hospedadora de la cual procede.
  36. 36. CONJUGACIÓN Implica el contacto célula – célula. El material genético transferido puede ser un plásmido, o una porción del cromosoma. Una célula donadora trasmite la información genética a otra célula, la receptora. La célula donadora posee el pili o pelo sexual.

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