Genetica bacteriana

Bacteriología
Unidad IV
genética
bacteriana
Por: Daniela Monserrat
Rojas Ayala &
Nora Guzmán López

1. Características genéticas
de las bacterias
 Contienen ADN
 Contienen
cromosoma
 Material genético
extra cromosómico
(procariotas)
 Llevan a cabo
duplicación o
replicación

2.Cromosoma
bacteriano, estructura y
replicación o duplicación
 Se sitúan en
una cadena
de ADN
 El tamaño de
esta molécula
varia según la
especie
bacteriana de
0,1 x 109 a 8 x
109 Dalton

Características
o Secuencias de bases
nucleotídicas conformando el
ácido desoxirribonucleico
(ADN).
o Dos cadenas con bases
complementarias (A-T y G-C)
unidas por puentes de
hidrógeno (anti paralelas).
o En promedio de 4,000 kpb

2.1. Cromosoma bacteriano
Procariotas Eucariotas
• DNA se encuentra en una
larga molécula de 2
cadenas formando el
cromosoma
• situado en el citoplasma
• se condensa y forma el
nucleoide
• Mayormente tienen forma
circular , aunque algunos
son lineales
• Son haploides ( de un
cromosoma único)
• DNA extra cromosómico
• DNA se encuentra en
molécula lineal
empaquetada
• Ubicado dentro del núcleo
• Son Diploides (contienen
dos copias de cada gen )
• El número de cromosomas
depende del organismo
• Los cromosomas tienen
proteínas que ayudan al
plegamiento y
empaquetamiento del DNA

Material genético extra-cromosómico:
o Muchas bacterias tienen genes
adicionales (información no vital para la
bacteria).
o Algunas veces en varias copias del mismo
gen.
o En estructuras genéticas extra
cromosómicas, cada uno con
características y funciones particulares:
 Plásmidos
 Cósmidos
 Transposones
Procariotas y su material extra
cromosómico

2.2. Duplicación del
cromosoma bacteriano
 se replica a partir
de un único origen
que se mueve
linealmente hasta
completar la
duplicación total
de la molécula,
por lo que
constituye un
replicón.
Replicón: es cada unidad de replicación del ADN que contiene
todos los elementos requeridos para regular este proceso.

o tiene dos puntos de crecimiento (PC) u horquillas
de replicación.
o Replicón tienen la información genética necesaria
para autorreplicarse.
o Semiconservativa.
o Bidireccional / unidireccional
o Semidiscontinua.
2.2. Duplicación del
cromosoma bacteriano

2.2. duplicación
del cromosoma bacteriano
 una vez que la
replicación del
cromosoma se inicia en su
origen, todo el
cromosoma será
duplicado.
 El sitio de ADN que se está
duplicando, se llama
horquilla de replicación.
 La replicación puede ser
unidireccional o
bidireccional, según se
formen una o dos
horquillas en el origen

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Replicación:
o En el proceso de replicación participan
varias proteínas como:
o ADN polimerasa
o ARN polimerasa
o Helicasa.
o Topoisomerasa
o Ligasa.
o Primasas
o La proteína SSB
o Entre otras

3. Estructura básica del DNA
Contiene la información genética
Secuencia de bases de la cadena
polinucleótidica
Formado por: A G T C unidades de P y azúcar desoxirribosa
Dos cadenas con secuencia de bases
complementaria (apareamiento de las bases)
Sus cadenas de doble hélice son anti paralelas
Su tamaño se expresa en peso molecular (1
nucleótido /330 ) o por el número de bases (4600
kilopares )

3.1. Nucleótidos
Constituye
ntes de
ácidos
nucleicos
(ADN /
ARN
Funciones:
Moneda de
transacción
energética
ATP
Cofactores
enzimáticos
Constituidos
por:
Intermediarios
metabólicos
Son
Mensajeros
secundarios:
AMPc CMPC
Una base
nitrogenada-
Un Azúcar
pentosa-Un
grupo fosfato

3.3.1Replicacion del DNA
el mecanismo que permite al DNA duplicarse (es decir,
sintetizar una copia idéntica). De esta manera de una
molécula de DNA única, se obtienen dos más "clones"
de la primera.
complementariedad entre las bases que forman la
secuencia de cada una de las cadenas,
el DNA tiene la importante propiedad de reproducirse
idénticamente, lo que permite que la información
genética se transmita de una célula madre a las células
hijas y es la base de la herencia del material genético

Replicación del DNA
 Replicación de DNA.
La doble hélice es
desenrollada y cada
hebra hace de
plantilla para la síntesis
de la nueva cadena.
La DNA polimerasa
añade los nucleótidos
complementarios a los
de la cadena original.

MODELOS DE REPLICACIÓN
En cada una de las
moléculas hijas se conserva
una de las cadenas
originales, y por eso se dice
que la replicación
del DNA es semi-
conservadora.
Modelosdereplicación
Conservadora
Dispersora
Semiconservadora
(mecanismo real)

Replicación
Conservadora
Dispersora, o
dispersante.
Semiconservadora
(modelo correcto).
Se sintetiza una
molécula totalmente
nueva, copia de la
original.
Las cadenas hijas
constan de
fragmentos de la
cadena antigua y
fragmentos de la
nueva.
En cada una de las
moléculas hijas se
conserva una de las
cadenas originales

3.2.Bases púricas y pirimídicas
Bases púricas Bases pirimídicas
adenina (A)
Guanina (B)
Timina (T)
Citosina(C)
Uracilo (U)

4. ESTRUCTURA BÁSICA DEL RNA
 Es el más abundante en
la célula
 puede purificarse
fácilmente
 Una célula típica
contiene 10 veces más
RNA que DNA
 El azúcar presente en el
RNA es la ribosa.
 RNA es químicamente
inestable, de forma que
en una disolución acuosa
se hidroliza fácilmente.

4.1. NUCLEÓTIDOS
 RNA contiene las
bases adenina (A),
citosina (C) y guanina
(G); sin embargo el
RNA no contiene
timina. En vez de esto,
el cuarto nucleótido del
RNA es la base uracilo
(U).

3.2.BASES PURICAS Y
PIRIMIDICAS
pirimidinas: citosina y uracilo
purinas: adenina y guanina
azúcar(pentosa):ribosa

4.3.TIPOS DE RNA
RNAm: (mensajero), su función es copiar el código
genético del gen (DNA cromosómico) y llevar este
mensaje al sitio de síntesis de proteínas (Ribosomas).
RNAt (transferencia), traducción del mensaje de RNA en
una secuencia especifica de aminoácidos.
RNA (ribosomal) síntesis de proteínas.

5.DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA
MOLECULAR
Duplicación: consiste en la copia del ADN de una
célula, antes de la división celular, para que la célula
hija tenga el mismo ADN que la madre.
Transcripción: consiste en convertir la información
contenida en el ADN en un formato “legible” para la
maquinaria celular de síntesis de proteínas, el ARN.
Traducción: es el mecanismo por el que el mensaje
que lleva el ARN se utiliza para sintetizar proteínas.

6.CONTROL DE EXPRESIÓN GENÉTICA
Operon
Es una unidad genética
funcional formada por un
grupo o complejo de
genes capaces de ejercer
una regulación de su
propia expresión por
medio de los sustratos
con los que interaccionan
las proteínas codificadas
por sus genes.

SU EXPRESIÓN GENERALMENTE ESTÁ REGULADA POR
OTROS 3 FACTORES DE CONTROL, LLAMADOS:
Factor promotor: zona que controla el inicio de la transcripción del operón, ya
que la ARN Polimerasa tiene afinidad por ella.
Operador: zona de control que permite la activación/desactivación del promotor a
modo de "interruptor génico" por medio de su interacción con un compuesto
inductor.
Gen regulador: alguno de los genes del operón pueden codificar factores de
transcripción que se unan al promotor, regulando así la propia expresión del
operón. A toda regulación de la expresión realizada desde dentro del gen u
operón se le llama "regulación en cis", pero puede haber también genes muy
alejados del operón que codifiquen factores de transcripción para uno o varios
otros genes u operones, y en este caso se hablaría de "regulación en trans".

OPERON LAC
Codifica 3 proteínas que intervienen en el
catabolismo del disacárido lactosa: el gen
lacZ, el gen lacY y el gen lacA.
Estas reacciones se producen cuando la
célula tiene acceso a la lactosa pero no a
la glucosa.
Cuando se dispone de glucosa el operon
se inactiva
Cuando se dispone de glucosa y lactosa
juntos, la transcripción del operon es
insignificante.
activado por CAP

DELECION
es un tipo especial de
anomalía estructural
cromosómica que consiste
en la pérdida de un
fragmento de ADN de un
cromosoma. Esta pérdida
origina un desequilibrio, por
lo que las deleciones están
incluidas dentro de las
reordenaciones estructurales
desequilibradas.

INSERCIÓN
se trata de ganancias de
uno o más nucleótidos
(inserciones o adiciones) y
de pérdidas de uno o más
nucleótidos (deleciones).
Tienen como consecuencia
cambios en el cuadro o
pauta de lectura cuando el
número de nucleótidos
ganado o perdido no es
múltiplos de tres.

INVERSIÓN
un segmento de ADN
del interior de un gen
se invierte, para ello
es necesario que se
produzcan dos giros
de 180º , uno para
invertir la secuencia y
otro para mantener la
polaridad del ADN.

CORRIDA DE LECTURA
es una mutación que inserta o borra un
simple nucleótido en una secuencia de
ADN. Debido a la naturaleza de la
expresión genética, en forma de triplete,
la inserción o borrado puede alterar la
agrupación de codones, dando como
resultado una traducción completamente
diferente del original.
esto ocurre cuando se añade o elimina un
número de nucleótidos que no es igual a
tres en la secuencia genética. A partir del
punto de mutación, la lectura del código
genético resulta en sentido equivocado,
dando como resultado la inserción de
aminoácidos completamente diferentes en
la secuencia de la proteína original.

transición
cambio de una purina (Pu)
por otra purina, o bien
cambio de una pirimidina
(Pi) por otra pirimida.
TRANSLOCACION O
TRANSVERSION
cambio de una purina (Pu)
por una pirimidina (Pi) o
cambio de una pirimidina
(Pi) por una purina (Pu).

MECANISMO DE TRANSFERENCIA GENÉTICA
 Plásmidos
 Son elementos genéticos
que se replican
independientemente del
cromosoma.
 Se encuentran dentro de la
célula.
 Tipos:
 P. conjugativos: codifican pili
sexuales y proteínas
necesarias para la
transferencia de DNA.
 P. R (resistencia a los
antibióticos, mercurio).
 P. Producción de
bacteriocitas y antibióticos.

TRANSFORMACIÓN
el DNA libre se
incorpora a una
célula.
Etapas:
Unión del DNA:
proteína
asociada a la
membrana:
autolisina y
nucleasas.
Incorporación
del DNA:
Primero se fija
reversiblemente,
luego se vuelve
irreversible.
Integración del
DNA: proteína
de unión, en el
cromosoma
proteína RecA

TRANSDUCCIÓN
El DNA se transfiere de
una célula a otra por
medio de un virus:
bacteriófago.
Cuando un fago infecta
a una bacteria, capta
fragmentos del genoma
de la célula
hospedadora.
Al infectar a otra
bacteria el fago
transductor puede
transferir sus propios
genes y también los de
la célula hospedadora
de la cual procede.

CONJUGACIÓN
Implica el
contacto célula
– célula.
El material
genético
transferido
puede ser un
plásmido, o
una porción del
cromosoma.
Una célula
donadora
trasmite la
información
genética a otra
célula, la
receptora.
La célula
donadora
posee el pili o
pelo sexual.

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