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Microbiología General
      2006 - 2007

Tema 5: Transmisión de la información genética
Transmisión de la información
               genética
– Reparto del material genético en procariontes y eucariontes.
– Tra...
Dogma Central de la Biología Molecular

                                                            Replicación
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Dogma Central de la Biología Molecular


                                         Entre células de                        ...
Transcripción y
 traducción en
   bacterias                      Traducción
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Transformación




Transformación de E. coli con un gen de resistencia a ampicilina (AMP) y un
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Transformación
Factor de
virulencia          Cápsula



Str. pneumoniae
                                       Ratón vivo
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Transformación bacteriana
                                                       Otra bacteria
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Transformación bacteriana
                                 Plásmido      • Fragmento de ADN con un origen de replicación
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Conjugación bacteriana
                                         E. coli portadora              E. coli sin
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Conjugación bacteriana: células Hfr
                                         E. coli portadora    E. coli portadora del pl...
Bacteriófago                    Virus bacterianos: ciclos
               Receptor específico
                             ...
Transducción generalizada

                              Infección con el fago
                                           ...
Transducción especializada

                                Infección con el fago                                 Al activ...
Sistemas de
                                        modificación-restricción
  Las enzimas de modificación            GAAT...
Aplicaciones biotecnológicas
 de la genética microbiana
Aplicaciones biotecnológicas
 de la genética microbiana
Operón Inducible
 P                                                   Plac O
                                             ...
Operón Inducible
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Operón Represible
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Operón Represible
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Secuenciación de genomas
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TransmisióN De La InformacióN GenéTica

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Tema 05 - Genética: Transmisión de la Información Genética.

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TransmisióN De La InformacióN GenéTica

  1. 1. Microbiología General 2006 - 2007 Tema 5: Transmisión de la información genética
  2. 2. Transmisión de la información genética – Reparto del material genético en procariontes y eucariontes. – Transferencia horizontal del material genético en procariontes • Transformación • Conjugación • Transducción. – Transmisión horizontal de información genética en eucariontes. – Aplicaciones biotecnológicas de la genética microbiana – Transcripción y traducción en procariontes y en eucariontes. – Regulación de la expresión génica. – El modelo del operón: operones inducibles y represibles – Secuenciación de genomas.
  3. 3. Dogma Central de la Biología Molecular Replicación Información del ADN Información Transcripción: síntesis de de ARN núcleo Información citoplasma Membrana nuclear Traducción: síntesis de proteínas Proteína ribosoma proteína
  4. 4. Dogma Central de la Biología Molecular Entre células de Dentro de una célula Entre células de la diferente generación misma generación Célula parental Replicación Recombinación Célula recombinante Transcripción División celular Traducción Proteína Metabolismo y crecimiento celular Células hijas
  5. 5. Transcripción y traducción en bacterias Traducción Proteína Dirección de la transcripción RNA polimerasa Polirribosoma Ribosoma Dirección de la traducción
  6. 6. Transformación Transformación de E. coli con un gen de resistencia a ampicilina (AMP) y un marcador de fluorescencia
  7. 7. Transformación Factor de virulencia Cápsula Str. pneumoniae Ratón vivo virulento, muerto Str. pneumoniae Ratón vivo avirulento, vivo Ratón muerto Str. pneumoniae encapsulado (virulento) y vivo
  8. 8. Transformación bacteriana Otra bacteria DNA externo Otra organismo Bacteria transformada Bacteria competente recombinación Restricción = destrucción Competente Competente natural inducida Streptococcus Escherichia pneumonia coli Transformación Eliminación del permanente ADN externo
  9. 9. Transformación bacteriana Plásmido • Fragmento de ADN con un origen de replicación Bacteria autónomo competente • 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 Multiplicación por tanto, entre 2 y 6 x 106. del plásmido con la bacteria • 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
  10. 10. Conjugación bacteriana E. coli portadora E. coli sin del plásmido F plásmido F E. coli F+ F E. coli F- F Pelo F F Células de E. coli en proceso de conjugación E. coli F+ F F E. coli F+ E. coli F+ F F E. coli F+ En la conjugación se transmite el plásmido F de la cepa donadora (F+) a la receptora (F-) a través del pelo F. En este proceso, la célula receptora (F-) se convierte en una nueva donadora (F+)
  11. 11. Conjugación bacteriana: células Hfr E. coli portadora E. coli portadora del plásmido del plásmido F F integrado en el cronmosoma E. coli F+ F F E. coli Hfr F E. coli F- Pelo F F Células de E. coli en proceso de conjugación F F En las células Hfr, el plásmido F está integrado en el cromosoma de la bacteria donadora. Durante la conjugación, la bacteria donadora pasa a la receptora su cromosoma En la célula receptora se puede producir recombinación entre el ADN entrante y el propio de la bacteria La célula receptora se convierte en Hfr si se consigue transmitir todo el cromosoma de la donadora
  12. 12. Bacteriófago Virus bacterianos: ciclos Receptor específico líticos y lisogénicos Ciclo lisogénico. El virus se integra en el cromosoma Infección bacteriano y se multiplica con la bacteria como un gen más En condiciones de estrés, los virus lisogénicos pueden pasar a ciclo lítico Ciclo lítico. El virus se multiplica en la bacteria y termina causando su lisis, lo que produce la liberación de más viriones
  13. 13. Transducción generalizada Infección con el fago En algunas cápsulas víricas se empaqueta por error ADN bacteriano El ADN bacteriano se fragmenta Se sintetizan las proteínas de la y el virus se multiplica cápsula del virus bacteriofago Algunos viriones liberados en la lisis llevan ADN bacteriano El virión portador de ADN bacteriano lo introduce en otra bacteria en cuyo cromosoma puede integrarse por recombinación
  14. 14. Transducción especializada Infección con el fago Al activarse el ciclo lítico, en algunos casos, el virus se escinde llevando un fragmento del ADN bacteriano El virus se integra (ciclo lisogénico) en una posición dada del cromosoma bacteriano Los viriones liberados en la lisis llevan ADN bacteriano Al producirse una nueva infección lisogénica, el virus introduce un fragmento del ADN de la bacteria infectada en primer lugar
  15. 15. Sistemas de modificación-restricción Las enzimas de modificación GAATTC Las enzimas de restricción (metilación) reconocen secuencias reconocen secuencias específicas específicas y las metilan ATTAAG no metiladas y las cortan -TCGTGAATTCATGT- -AGCACTTAAGTACA- Metilasa EcoRI -TCGTGAATTCATGT- -TCGTG AATTCATGT- -AGCACTTAAGTACA- -AGCACTTAA GTACA- EcoRI es inactiva sobre el AND modificado modificación No restricción No modificación Restricción
  16. 16. Aplicaciones biotecnológicas de la genética microbiana
  17. 17. Aplicaciones biotecnológicas de la genética microbiana
  18. 18. Operón Inducible P Plac O lacZ lacY lacA R P R represor P RNApol Operón de la lactosa DO550 Los genes de catabolismo de lactosa no se expresan cuando este azúcar no está disponible en el medio β-gal en el que se encuentran las células. t
  19. 19. Operón Inducible P Plac O lacZ LacY lacA P P transacetilasa permeasa R R β-gal represor P INDUCCIÓN lactosa RNApol Operón de la lactosa DO550 Los genes de catabolismo de lactosa se expresan cuando este azúcar está disponible en el medio en β-gal el que se encuentran las células. t
  20. 20. Operón Represible P P O E D C B A P P Expresión génica Síntesis endógena de trp R represor P RNApol Operón del triptófano DO550 Los genes de anabolismo del triptófano se expresan cuando no hay ninguna fuente externa de este trpB aminoácido que puedan utilizar las células t
  21. 21. Operón Represible P P O E D C B A R P Bloqueo de la síntesis R R endógena de trp represor P RNApol triptófano Represión Operón del triptófano DO550 Los genes de anabolismo del triptófano no se expresan cuando hay una fuente externa de este trpB aminoácido que puedan utilizar las células t
  22. 22. Secuenciación de genomas

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