Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

1

Microbiología General

HHP SEM- 2015-2 Mg-UNAM

Genética Bacteriana

05/05/2015 Mg-03-HHP 2

Objetivos

• Recordar las diferencias entre DNA y ARN (m,t,r); fenotipo y genotipo, auxótrofo y prototrofo.

• Recordar la importancia de: plásmido, transposón, síntesis de ptoteínas, replisoma, operón y mutación.

• Definir: replicación, transcripción y traducción; Distinguir los siguientes términos: transformación, conjugación y transducción.

• Conocer el fundamento de la técnica de amplificación de DNA por PCR.

• Mencionar las aplicaciones de: la PCR, los transgénicos y de la ingeniería genética.

05/05/2015 Mg-03-HHP 3

1953. James Watson, Francis Crick y Rosalind Franklin. Estructura del ADN.

Antecedentes

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

2

Microbiología General

Genética

Es un área de la biología que se centra en el estudio

de los mecanismos de transmisión de caracteres de

un organismo a otro y las formas que toma su

expresión.

05/05/2015 4Mg-03-HHP

Genoma

Genoma: conjunto de genes que contiene una célula.

Gen: segmento de ADN que codifica para una proteína.

Molecular Systems Biology 7:50905/05/2015 5Mg-03-HHP

Genotipo y FenotipoAuxótrofo:

un organismo que ha

desarrollado un requerimiento

nutricional a través de una

mutación.

Protótrofo:

un organismo que crece en un

medio mínimo.

Fenotipo:

característica observable en un

organismo.

Genotipo:

la secuencia completa del

cromosoma de una célula

incluyendo si hay plásmidos.

Estreptomicina (StrR/StrS)Ampicilina (AmpR/AmpS) Kanamicina (KanR/KanS)

Galactosa (Gal -/Gal+)Lactosa (Lac-/Lac+)

Biotina (Bio-), arginina(Arg-), metionina (Met-), etc.

05/05/2015 6Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

3

Microbiología General

ADN bacteriano

Plasmid

05/05/2015 7Mg-03-HHP

ADN bacteriano

Cromosoma bacteriano Plásmidos

Plásmido:ADN circular extracomosómico presente

en bacterias y algunas células eucariotas.

Transposón:elemento transponible de

ADN, se mueve de una molécula de ADN a otra.

Secuencia de Inserción o Elemento de Inserción (IS):

contienen una secuencia central con información para

la transposasa y en los extremos una secuencia repetida en orden inverso de

entre 10 y 50 pb. 05/05/2015 8Mg-03-HHP

Enzimas de restricción

Enzimas que reconocen y rompen

el ADN en secuencias específicas

repetidas (palíndromas).

Extremos romos

Alul 5’ . . . A G C T . . . 3’

3’ . . . T C G A . . . 5’

HaeIII 5’ . . . G G C C . . . 3’

3’ . . . C C G G . . . 5’

Extremos cohesivos

BamHI 5’ . . . G G A T C C . . . 3’

3’ . . . C C T A G G . . . 5’

HindIII 5’ . . . A A G C T T . . . 3’

3’ . . . T T C G A A . . . 5’

EcoRI 5’ . . . G A A T T C . . . 3’

3’ . . . C T T A A G . . . 5’

05/05/2015 9Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

4

Microbiología General

Enzimas de restricción

ADN recombinante Vector de clonación

MCS. Multiple Cloning Site (Polylinker)05/05/2015 10Mg-03-HHP

ADN

05/05/2015 11Mg-03-HHP

ADN

05/05/2015 12Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

5

Microbiología General

Organización del ADN en bacterias

Nature Reviews Microbiology 6, 28-40 (January 2008)05/05/2015 13Mg-03-HHP

ARN mensajero

El ARN mensajero se

sintetiza durante el

proceso de

transcripción por la

ARN polimerasa.

En la estructura del

ARN se sustituye la

base Timina por el

Uracilo.

05/05/2015 14Mg-03-HHP

ARN de transferencia

05/05/2015 15Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

6

Microbiología General

ARN ribosomal

05/05/2015 16Mg-03-HHP

BASES MOLECULARES

DE LA VIDA

05/05/2015 17Mg-03-HHP

Dogma central de la Biología Molecular

05/05/2015 18Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

7

Microbiología General

Replicación del ADN

05/05/2015 19Mg-03-HHP

Nature 42, 431–435 (2003)

Replicación del ADN

05/05/2015 20Mg-03-HHP

Nature Reviews Microbiology 9, 616–627 (2008).

Replisoma

05/05/2015 21Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

8

Microbiología General

Replicación en bacterias (ADN circular)

05/05/2015 22Mg-03-HHP

Trascripción

05/05/2015 23Mg-03-HHP

Traducción

Un polisoma (o polirribosoma) es un

conjunto de ribosomas asociados

a una molécula de ARN mensajero

para realizar la traducción

simultánea de una misma proteína.05/05/2015 24Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

9

Microbiología General

Código genético

05/05/2015 25Mg-03-HHP

Ribosoma

Los sitios A (aminoácil) y P

(peptidil) son cavidades en

el ribosoma donde el ARNt

cargado con el aa se une

durante la síntesis de

proteínas. El sitio E se ha

postulado como el sitio

donde el ARNt descargado

se libera del ribosoma. Estos

sitios se encuentran en o

cerca de la interfase entre

las subunidades del

ribosoma.

El sitio de unión del ARNm es

cercano al extremo 5’.05/05/2015 26Mg-03-HHP

Traducción

05/05/2015 27Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

10

Microbiología General

MutacionesMutación

cambio hereditario en la secuencia de bases en el genoma de un microorganismo.

Mutante

organismo cuyo genoma presenta una mutación.

Mutaciones espontáneas

se dan manera natural por radiaciones, radicales de oxígeno y por replicación.

Mutaciones inducidas

son generalmente producidas por mutágenos o agentes físicos.05/05/2015 28Mg-03-HHP

Tipos de mutantes

Fenotipo Naturaleza del cambio

Auxótrofo Pérdida de una enzima en una vía

biosintética

No capsulado Pérdida o modificación de la càpsula

Inmóvil Pérdida de flagelos o flagelos no funcionales

No pigmentado Pérdida de una enzima de la ruta

biosintética implicada en la síntesis de uno o

más pigmentos

Colonia rugosa Pérdida o cambio en el LPS de la membrana

externa

Fermentación de

azúcares

Pérdida o incremento de una enzima en una

vía degradativa

05/05/2015 29Mg-03-HHP

¿Cómo se hace la transferencia de la

información genética en bacterias?

• Transformación

• Conjugación

• Transducción

05/05/2015 30Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

11

Microbiología General

Transformación

Experimento

de Griffith

05/05/2015 31Mg-03-HHP

Transformación

05/05/2015 32Mg-03-HHP

Conjugación

05/05/2015 33Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

12

Microbiología General

Plásmido F (conjugativo)

05/05/2015 34Mg-03-HHP

Conjugación

05/05/2015 35Mg-03-HHP

Células Hfr(High frequency of recombination)

05/05/2015 36Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

13

Microbiología General

Bacteriófago

05/05/2015 37Mg-03-HHP

Experimento de Hershey-Chase

05/05/2015 38Mg-03-HHP

Ciclo de vida de un bacteriófago

05/05/2015 39Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

14

Microbiología General

Transducción generalizada

05/05/2015 40Mg-03-HHP

Recombinación

05/05/2015 41Mg-03-HHP

Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

05/05/2015 42Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

15

Microbiología General

Reacción en cadena de la polimerasa

05/05/2015 43Mg-03-HHP

Amplificación en cada ciclo de la PCR

05/05/2015 44Mg-03-HHP

Producto de la PCR

05/05/2015 45Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

16

Microbiología General

PCR tiempo real

05/05/2015 46Mg-03-HHP

PCR tiempo real

05/05/2015 47Mg-03-HHP

Secuenciación de ADN

05/05/2015 48Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

17

Microbiología General

Ingeniería Genética

05/05/2015 49Mg-03-HHP

Clonación de genes bacterianos

en plantas para el control de

plagas

05/05/2015 50Mg-03-HHP

Alimentos transgénicos

05/05/2015 51Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

18

Microbiología General

Regulación de la expresión

genética (operón Lactosa)

05/05/2015 52Mg-03-HHP

Era Molecular

¿qué habrá mas adelante?……….

05/05/2015 53Mg-03-HHP

LAS CIENCIAS ÓMICAS: Genómica, Proteómica,

Metagenómica, Transcriptómica. Metabolómica….

Bibliografía

05/05/2015 54Mg-03-HHP

Genética Bacteriana

HHP MG-15-I2

19

Microbiología General

https://youtu.be/27TxKoFU2Nw

Transcription in prokaryotes

DNA Replication Process [3D Animation]

https://youtu.be/1b-bRVgqof0

Protein Synthesis Animation Video

https://youtu.be/Ikq9AcBcohA

Direcciones de animaciones

PCR

http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisamples/molecularbiology/pcr

.html

05/05/2015 55Mg-03-HHP