GENETIC BACTERIAN IIIDr. Carmen Costache

Planul capitoluluiEreditatea = Metabolismul ADN-ului bacterian Variabilitatea Mutaia Transfer de material geneticConjugareTransformareTransductieTranspozitie (TGE)Rolul materialulul genetic extracromozomial

Planul cursului ConjugarePlasmideTransformarea ADN liber TransductieBacteriofagiTranspozitie Transpozoni = elemente genetice mobile (TGE)

CONJUGAREA BACTERIANA

= transfer de material genetic (plasmidic, cromozomial) ntre bacterii donatoare (D) i receptoare (R) prin: pili de sex G(-)feromoni G(+)Plasmide minicromozomi

PlasmideGene de control a replicrii proprii Gene de interaciune cu alte molecule de ADN plasmide episomale: capabile s existe autonom i/sau integrat.recombinare situs specific Sistem genetic de fertilitate sau de transfer plasmide conjugante: au operonul Tra plasmide neconjugante nu au operon Tra Gene pentru proprieti fenotipice bacteriene: gene structuralerezisten la antibiotice, la sruri de metale grele (plumb, mercur, argint, arsen), la detergeni, radiaii, bacteriofagi, colicine structuri bacteriene: ex. pili la tulpini enteropatogene proprieti metabolice codific factorii de patogenitate invazivitate toxine bacteriene ex.

Plasmidecriptice, nu codific caracter bacterian, intervin n transfer de material genetic

Importante: plasmidele F, R, col.Plasmidele FEpisomale, criptice Recombinare omoloagase poate integra n cromozomul bacterian raro bacterie din 105 bacterii F+. Rezult o bacterie Hfr

CONJUGAREA BACTERIANA

Plasmidele R (de rezisten la AB) se transmit epidemic n populaiile bacteriene. pe verticalpe orizontal - conjugare bacterian,ntre specii / genuri diferite: ex. de la bacil coli la bacil dizentericConjugarea R+-R- mecanismul primordial de dobndire a rezistenei fa de antibiotice, la Gram negative rezistena n bloc fa de antibiotice Bacteriile multiplu rezistente la antibiotice se selecteaz - mediul spitalicesc

PlasmidePlasmidele col gene pentru sinteza de colicine - bacteriocine Bacteriocinele proteine de tip antibiotic B.productoare sunt imune meninerea microbiocenozelor normale ale organismului

Conjugarea la bacteriile Gram pozitive feromoni de sex produsi de bacterii receptoareStructura chimica - peptidic Efect afrodisiac proteine de ataare Produsi de bacteriile donatoare

Transformareatransfer de ADN liber de la o bacterie donatoare (D)- exogenotla o bacterie receptoare (R) - endogenotnatural autoliza bacteriilorartificial extracie chimic fenomen rar ntlnit n natur

Transformarea Griffith - 1928 virulena pneumococilor

TransformareaProteinele rec. A gsirea zonei de omologie ntre exo i endogenot, ruperea n anumite poziii i reunirea catenelor, Consecin: integrareaendogenotul primete de la exogenot gen activ pentru capsul bacterii Gram pozitive si negative fungi

Transformareastarea de competen accept fragmentul de ADN, Tranzitorie 5-15 minute protein de competen alterez suprafaa bacteriei receptoare

Etapele transformrii Absorbia fragmentului de ADN pe suprafaa celulei receptoare Penetrarea ADN-ului n bacteria receptoare EclipsTaiere, unire ADn exogenot-endogenot Mecanismrecombinare omoloaga, doar ntre celule ale aceleai specii sau specii strns nrudite

Rolul natural al transformrii modificarea structurii antigenice a pililor gonococilor i evoluia cronic a gonoreei (uretrita gonococic)

TRANSDUCTIABACTERIOFAGIentiti infecioase acelulare Virusuri ale bacteriilor.

Structura:o molecul de acid nucleic, protejat de proteine - capsida. multiplicare => doar prin utilizarea mainriei de sintez a celulei parazitate (bacteria)

BacteriofagiForm : lineari - cilindric filamentoi icosaedriciBacteriofagii cu cap i coadROL:Transducia transfer de material genetic prin bacteriofagiConversia lizogen conferirea unor proprieti bacteriene

TRANSDUCTIAgeneralizat: orice fragment al cromozomului bacterian. prin bacteriofagi liticirecombinare omoloag localizat (specific): doar anumite gene, alturate bf. n cz. bacterian. prin bf. temperai: ex. bacteriofagul al E. coli recombinare situs specific ProfagExcizia incomplet =>genom fagic defectiv

TRANSDUCIA

Conversia lizogena proprieti fenotipice prin bacteriofag temperat transmisibil la descendeni Factorii de patogenitate - toxine bacteriene: toxina difteric - bacteriofagul tox, la bacilul diftericeritrotoxina - toxina scarlatinoas, la streptococul hemoliticfibrinolizina stafilococictoxina Shiga-like, la bacilul coli (asemntoare toxinei bacilului difteric shiga)

RecombinareaOmoloagaSitus specificaSitus nespecifica (ilegitima)

Recombinarea- In timpul trasnferului de material genetic

RecombinareaOmoloaga: noul ADN inlocuieste ADN-ul existentDepinde de proteina rec AIntre secvente identice sau foarte asemanatoare de ADNMecanismul molecular:Taiere Replicare segmentara a ADN-uluiUnirea catenelor noi de cele vechiRezolvarea: reunirea capetelor prin ligazeEfect: detectabil / nedetectabil

Recombinare omoloagaapare in transformareEx. Variatia antigenica pili gonococciintegrarea plasmidelor F n cromozomul bacterian - conjugare cointegrarea plamidelor

Recombinarea- Situs specifica

Intre molecule diferite de ADN care au in comun o secventa de 10-20 nucleotideEx cz + plasmida ; cz + fag

Rezultatul: Secvente repetitive directe (repetitii directe), Secvente repetitive inversate (repetari inversate) => inversieInversia => modificarea antigenului H la enterici(variatia de faza)Transpoziiaalt consecin a recombinrii situs specifice

RecombinareaSitus nespecifica (nelegitima)Insertii / deletii ambelePl + cz; Bf + cz

TRANSPOZIIA(Vezi curs TGE)

ROLUL MATERIALULUL GENETIC EXTRACROMOZOMIALvariabilitate a caracterelor bacteriene, proprieti noi, patogenitatea bacterian, modificarea structurii antigenice, dobndirea unor proprieti metabolice,rezistena la antibiotice/ali factori antibacterieni

PATOGENITATE BACTERIANA. Toxine bacteriene1. Codificate de bacteriofagii temperai:toxina difteric codificat de bacteriofagul tox, la bacilul diftericeritrotoxina - toxina scarlatinoas, la streptococul hemoliticfibrinolizina stafilococicenterotoxina stafilococictoxina Shiga-like, la bacilul coli

2. Codificate de plasmide: toxina exfoliativ a stafilococilor toxina bacilului crbunostoxina bacilului tetanichemolizina bacilului colienterotoxina tulpinilor enterotoxigene de E. coli

B. Adezine bacteriene - plasmide, proprietatea de aderare specific de epitelii, mucoase, prin pili de aderare, tulpinile enteropatogene ale bacilului coli, care ader prin pili de mucoasa duodenojejunal, tulpinile uropatogene ale bacilului coli, care ader de mucoasa urinar.

C. Invazivitate bacterian- plasmide, capacitatea de invazie i de colonizare a epiteliilor: ex. invazia epiteliului colic de ctre bacilul dizenteric tulpini enteroinvazive de E. coli (EIEC).PATOGENITATE BACTERIAN

REZISTENA LA ACIUNEA UNOR FACTORI DE MEDIU

Plasmidele capacitatea de rezisten n diverse condiii de mediu: a) Rezisten la antibiotice exist peste 60 plasmide cu gene de rezisten la lactamine; b) Rezisten la sruri de metale grele (Plumb, mercur, argint, arsen), utilizate ca antiseptice, rezultnd bacterii rezistente la antiseptice; c) Rezistena la detergeni; la radiaii; la bacteriofagi; la colicine

*******