ESTRUCTURA, PROPIEDADES Y FUNCIÓN DE ÁCIDOS NUCLEICOS

TRANSFERENCIA DE MATERIAL GENÉTICO I:

CONJUGACIÓN

NUCLEÓTIDOS

Molécula energética

Moléculas de señalización

Cofactores enzimático

ATP, GTP

AMPc, GMPc

NADH, NADPH

Ácidos nucleicos

Composición de los ácidos nucleícos

Polímeros lineales de nucleótidos. Nucleótidos cuyos grupo fosfato unen las posiciones 3’ y 5’ de residuos de azúcar consecutivos.

Los fosfatos de estos polinucleótidos tienen carga negativa a pH fisiológico

DNADNA

RNARNA

Estructura secundaria de RNA

Dogma central de la Biología Celular

Genética Bacteriana

Antony van Leeuwenhoek (siglo XVII)

Theodore Escherich 1886

Enterobacteria of infants and their relation to digestion physiology

Bacterium coli commune

Mutantes nutricionales

Protótrofo Bacterias silvestres capaces de crecer en medios mínimos (iones, fuente de carbono y agua) sintetizando autónomamente todas las macromoléculas esenciales.

Auxótrofo Bacterias generalmente mutantes incapaces de fabricar alguna molécula esencial y, por tanto, incapaces de crecer en medio mínimo.

Recombinación genética, transferencia de información genética de un cromosoma a otro, afectando el genotipo celular.

La recombinación genética ocurre en bacteriasLa recombinación genética ocurre en bacterias

Transferencia horizontal y vertical de información genética

Mecanismos de transferencia horizontal de material genético:

Conjugación

Transformación

Transducción

Protótrofos: consecuencia de recombinación genética; frecuencia 1/107

Joshua Lederberg y Edward Tatum, 1946, E. coli

Descubrimiento de la conjugación

¿Mutación?¿Transferencia nutrimental?

¿Sexo y recombinación?

met- bio- thr +leu +thi +

met+ bio+ thr -leu -thi -

Bernard Davis

Contacto físico entre las células es esencial para la recombinación

Transmission electron micrograph of conjugating E. coli.

1953, William Hayes

F + / macho (DONANTE), Factor de fertilidad (plásmido F)

F - / hembra (RECEPTORA)

Interacción física: fase inicial del proceso de conjugación mediada por el pilus sexual o F

Todas las células F+

EL FACTOR F:

• Unidad genética autónoma• Es un elemento móvil.• Es una molécula de DNA circular de

doble cadena.

• Codifica alrededor de 40 genes, alrededor de 20 de ellos, están implicados en la transferencia de información génica incluyendo aquellos para la formación del pili sexual.

• También se le llama plásmido o episoma

Todas las células F+

Cruza

CO

NJU

GA

CIÓ

N

CONJUGACIÓN BACTERIANA

Células Hfr (high frecuency of recombination)Luca Cavalli

F+

Hfr

El plásmido F es un elemento génico que se replica independientemente del cromosoma bacteriano ó es capaz de integrarse y replicarse como parte del cromosoma bacteriano.

Tasa de recombinación de 1/104

La célula Hfr mantiene su capacidad de conjugación por lo que puede conjugar con una célula F-

Formación de una célula Hfr

From Masamichi Kohiyama, Sota Hiraga, Ivan Matic, and Miroslav Radman, “Bacterial Sex: Playing Voyeurs 50 Years Later,” Science 8 August 2003, p. 803,

Cartografía cromosómica Conjugación interrumpida

1957, Wollman y Jacob

Hfr azir tonr lac+ gal+ strs F- azis tons lac- gal- strr X

Conjugación bacteriana y recombinación

El estado F´ y los merocigotos

Los plásmidos F´ también son transferidos por conjugación creando merocigotos o diploides parciales

Hfr F´

1959, Edward Adelberg

Transferencia de DNA cromosómico desde un plásmido F’

Resumen conjugaciónResumen conjugación

Plásmidos

• Moléculas de DNA extracromosómicos circulares. Los plásmidos o vectores se replican y transcriben de manera independiente del cromosoma bacteriano.

Algunas características de los plásmidos:

pBR322

Tipos de plásmido de acuerdo al factor F

• Plásmidos conjugativos contienen “tra-genes”, los cuales ejecutan complejos procesos de conjugación, como la transferencia de plásmidos a otra bacteria.

• Plásmidos “movilizables” sólo pueden transferirse en presencia de un plásmido conjugativo.

Plasmido F

Procedimiento experimental

E. coli JM1452StrR (Receptora)

E. coli JM1452Str E. coli W3110/F´KmTn3

Mezcla

Sembrado por estría

Incubación por 24 horas a 37 °C, refrigerar a 4 °CParchar 50 colonias aisladas en LB con 1) Estreptomicina y 2) KanamicinaIncubar 24 h a 37 °CObservar y analizar resultadosReportar % de colonias transconjugantes

Tubo con 1 mL LB, 0.3 mL de JM y 0.12 mL de W3Incubación a 37°C por 1 hora sin agitación.Caja petri LB con 2% estreptomicina

E. coli W3110/F´KmTn3 (Donadora) X

Sembrado por estría

Actividades para la siguiente semana

Actividad Fecha

1. Protocolo experimental. Conjugación.

A) Realizar conjugación (lleva máximo 1 h y media) y se deja incubando (24 h).Sembrar por estría

Martes 30 de Sep

2. Protocolo experimental. Conjugación continuación.

B) Parchar 50 colonias de las cepas aisladas en el paso B e incubar 24 h.

Jueves 2 de Octubre

3. Actividad: Sacar cajas, Observar crecimiento y determinar el porcentaje de colonias transconjugantes

Viernes 3 de Octubre