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Genética Bacteriana
1. CONJUGACIÓN
2. TRANSFORMACIÓN
1.TRANSDUCCIÓN
MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE
MATERIAL GENÉTICO
Mecanismos de transferencia de material genético en bacterias
Conjugación es el proceso de apareamiento de bacterias mediante el cual se transfiere información genética.
Es el proceso mediante el cual se transfiere una hebra sencilla de DNA desde una bacteria donadora a una bacteria receptora
Ocurre tanto en bacterias gram negativas (p ej. Escherichia y Pseudomonas) como en bacterias gram positivas (p ej. Enterococcus, Streptococcus, Bacillus)
Joshua Lederberg (1925 – 2008)
Edward Tatum (1909 – 1975)
Reciben el Premio Nobel en 1958
Por su aportación en “la regulación de los procesos químicos e investigaciones
sobre recombinación genética en bacterias”
En 1946 Lederberg y Tatum demostraron la recombinación genética en bacterias utilizando Escherichia coli
CON UN EXPERIMENTO MUY SENCILLOCepa A
met- bio- thr+leu+thi+
Cepa BMet+ bio+ thr-leu-thi-Mezcla
No hay colonias
SI hay colonias!!!
No hay colonias
El investigador Bernard Davis demostró que para el proceso de conjugación se requiere de contacto celular
No hubo crecimiento
en medio mínimo
No hubo crecimiento
en medio mínimo
Caracteristicas generales del proceso de conjugacion
1. Se requiere contacto célula-célula (pili)
2. La transferencia de DNA ocurre en una sola dirección:
donadora receptora NO VICEVERSA
3. La célula donadora posee un plásmido particular que le da la capacidad de la transferencia: plásmido F ó de fertilidad
4. La transferencia de DNA ocurre por un poro (pili, sistema ITS4 de secreción)
5. La transferencia del DNA reqiere energía de la célula donadora: principalmente ATP
Plásmido F ó plásmido de Fertilidad
Mápa del plásmido R388 de Escherichia coli
Componentes del plásmido F
Genes Función
traA, traL, traE, traB, traV, traC, traW, traU, traF, traQ, traH, traG
Síntesis del pili
traS, traT “Exclusión de la superficie”
traN, traG “Estabilizar el apareamiento”
Tra M, traY (exonucleasa), traD, traI
(helicasa), traZ
Transferencia del DNA
Fin P, finO, traJ Regulación
Célula donadora Celula receptora
Pili conjugativo
Cromosoma bacteriano
Cromosoma bacteriano
Plásmido F
En la actualidad se sigue generando investigación acerca de los aspectos moleculares y factores de regulación
durante la conjugación.
¿Cómo se inicia la conjugación?
F+
F-
1. Establecer contacto célula-célula
ELEMENTOS DEL SISTEMA DE TRANSFERENCIA DE DNA (están codificados por el plásmido F)
I. Formación de un complejo multiproteíco: RELAXASOMA
Proteínas de unión a oriT
2. Transferencia del DNA
El aparato de transferencia se puede dividir en tres módulos funcionales:
¿Qué proteínas forman el RELAXASOMA?
II. Sistema de secreción tipo IV: es un complejo multiproteíco anclado en la
membrana donde el sustrato es secretado
Participación de la proteína: T4CP: proteína conjugativa acopladora
Sistema de transferencia del DNA durante la
conjugación
Una de las cadenas del DNA F es cortada y se separa de la otra cadena.
Se transfiere esa cadena a la otra célula, mientras que se comienza a replicar el DNA de la cadena que se
quedó en la célula F+
La cadena de DNA recién transferida también se replica. Las dos células contienen un plásmido F integro, por lo que
ambas son F+
DONADORA RECEPTORA
TRANSCONJUGANTE
TIPO DE “CRUZAS” DURANTE LA CONJUGACIÓN
F+ X F - = ????
El Plásmido F puede integrarse en el cromosoma bacteriana y generar bacterias Hfr
(high frequency of recombination)
Hfr X F- = ????
Ocurre transferencia de material genético, sin embargo, no se
transfiere el cromosoma completo pues las células se separan.
La secuencia total correspondiente al plásmido F
no se transfiere.
Como se transfirió un fragmento del DNA
cromosomal, hay homología con el cromosoma de la célula
receptora y ocurre recombinación con alta
frecuencia (Hfr)
CONJUGACIÓN F’
En células Hfr ocurre con baja frecuencia que F se escinda del cromosoma y forme un plásmido circular nuevamente. Cuando esto ocurre, F acarrea consigo
genes adyacentes del cromosoma que ahora se encuentran formando parte del plásmido F.
Entonces, a éste se le llama plásmido F’.
Con esta transferencia se pueden crear células diploides parciales (merocigotos).
Los plásmidos F’ también pueden ser transferidos por conjugación
CONJUGACIÓN F’
Ciclo de conjugación
en E. coli
¿Qué ocurre en las bacterias gram positivas?
Algunas bacterias como E. faecalis excretan unos péptidos similares a feromonas
El proceso de conjugación es similar al de las bacterias gram negativas
Transferencia en Streptomyces
Aplicaciones de la conjugacion en la ingeniería genética
Aplicaciones de la conjugación en la ingeniería genética
Utilización de Agrobacterium tumefaciens
Generación de plantas transgénicas mediado por A. tumefaciens
¿QUÉ VAMOS A HACER PARA COMPROBAR LA CONJUGACIÓN EN LA PRÁCTICA?
Jm1452 StrR W3110/KmTn3
DonadoraReceptora
Fenotipo??? Fenotipo???
conjugación
Sembrar en estreptomicina
¿solamente?
2. Transferencia del DNA
