GENETICA BACTERIANA
MICROBIOLOGIA
Venancio Esquivia Muñoz
Genoma bacteriano
 Conjunto de genes que posee una
bacteria
tanto en su cromosoma como en sus
elementos extra cromosómico...
 El cromosoma bacteriano consta de una
sola molécula circular de ADN de doble
cadena(5 millones de pares de bases).
 Las bacterias pueden contener elementos
extra cromosómicos como los plásmidos y
bacteriófagos siendo estos independiente...
 Los genes esenciales para el crecimiento
bacteriano se encuentran en el
cromosoma y los plásmidos portan genes
vinculado...
 El ADN se sintetiza por replicación
semiconservadora bidireccional. Las
moléculas de ADN que contienen la
información ge...
 Plásmido : elemento genético extra
cromosómico, constituido por ADN de
doble cadena circular, puede eliminarse
de la bac...
 Los plásmidos codifican 3 grupos de genes.
 Los de autorreplicación.
 Los responsables de sus caracteres
fenotípicos (...
 Tipos de Plásmidos
 Plásmidos R
– Resistencia a los antibióticos
Ej. Staphylococcus
 Plásmidos productores de antibióticos
– Ej. Streptomyces
 Plásmidos productores de bacteriocinas
– Colicinas
– Ej. Bact...
 Plásmidos de virulencia
– Enterotoxina y hemolisina
Ej. Escherichia coli
– Coagulasa, hemolisina y enterotoxina
Ej. Stap...
 Episoma:
Plásmidos con capacidad de
integrarse en el genoma, quedando bajo
su control de replicación
REPLICACIÓN DEL ADN
BACTERIANO
 La replicación del ADN bacteriano se inicia
en una secuencia especifica del
cromosoma den...
El proceso de replicación exige de muchas
enzimas como:
 Helicasa (desenrolla el ADN)
 Primasa (sintetiza los cebadores ...
Las bacterias tienen 2 tipos de ADN:
replicones y no replicones.
 Replicón: Segmento de ADN que puede
replicarse de maner...
 No replicón : segmento de ADN que
carece de origen de replicación (OriC) y
solo puede replicarse si se recombina solo
co...
 Los operones
son grupos de uno o más
genes estructurales que codifican enzimas
de una vía específica, regulados de una
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 Elementos transponibles
(Transposones)
La transposición es el proceso por el que
los genes se mueven de un lugar a otro
...
 La transposición de genes está ligada a la
presencia de elementos genéticos
especiales llamados elementos
transponibles:...
 Las SI y los transposones llevan genes
que
codifican una transposasa, enzima
requerida para la transposición.
 Las SI son el tipo más simple y no llevan
otra información genética que la requerida
para desplazarse a nuevos lugares. ...
 Los transposones complejos “genes
saltarines” son más largos que las SI y
llevan otros genes, algunos de los cuales
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permiten no solo moverse de un sitio a
otro
del genoma bacteriano sino también
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asociado al fago de E.coli, este porta el
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 Al parecer Haemophilus influenzae y
Neisseria gonorrheae desarrollaron
resistencia por primera vez a la ampicilina
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Importancia
 Estos genes móviles pueden infectar
plásmidos y favorecer la aparición de la
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LAS BACTERIAS
 Mecanismo
El intercambio es unidireccional, es decir,
tiene una determinada polari...
Parte del material genético, una vez
introducido en la célula receptora, sufre
inmediatamente un fenómeno de
recombinación...
El resto del material de la donadora o no
se replica, o se ve destruido.
 La recombinación genética puede
observarse porque se transfieren
fragmentos de ADN homólogo desde un
cromosoma donador a...
 TRANSFORMACIÓN
Captación y asimilación de ADN libre
(desnudo), a partir del medio, por parte
de una célula receptora.
 La bacteria capaz de asimilar ese ADN se
denomina "transformable”. La capacidad
de las bacterias a transformarse se
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 Existen varios géneros con especies que
poseen sistemas naturales de
transformación:
Streptococcus, Bacillus, Haemophilu...
 Transfección
Es el proceso por el cual las bacterias se
pueden transformar con ADN extraído de
un bacteriófago o plásmid...
Importancia
 Se puede inducir a las bacterias para que
acepten genes eucariotas divididos que
dentro de plásmidos y como ...
 CONJUGACIÓN
Transferencia directa de material genético,
promovida por un plásmido, desde una célula
donadora a otra rece...
 La conjugación produce la transferencia
unidireccional de ADN desde una célula
donadora hasta una célula receptora a
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 El tipo de acoplamiento depende de la
presencia (en la célula donadora) o
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plásmi...
 Tipos de conjugación
Que se producen por:
1. Transferencia de genes de plásmidos.
2. Transferencia de genes cromosómicos...
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tienen lugar entre miembros de la misma
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Importancia
Es una herramienta útil para la
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En el curso de la conjugación, los...
 TRANSDUCCIÓN
El material genético es transportado
desde la célula donadora a la receptora
por medio de un virus bacteria...
 La integración de un fago al genoma
bacteriano es en regiones
predeterminadas o al azar.
En ambos casos hay interrupción...
 Existen 2 tipos de transducción:
Generalizada (si los fagos transfieren
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 Existen varios géneros con especies que
poseen sistemas naturales de
transducción:
Salmonella, E. coli.
Importancia
Muchos factores de resistencia se
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 Bacteriófagos
Son virus bacterianos. Pueden sobrevivir
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 Los fagos se diferencian en base a su
modo de propagación en
Líticos y Lisogénicos.
Los fagos líticos producen muchas co...
 El fago β de Corynebacteriun diphtheriae
codifica la toxina diftérica por tanto, sólo
las bacterias lisogénicas son capa...
APLICACIONES MÉDICAS
 La ingeniería genética (biotecnología de
la genética bacteriana) permite arrancar
genes (segmentos ...
 Así de organismos relativamente simples
como bacterias o levaduras se puede
inducir a fabricar grandes cantidades
de pro...
 Ellos pueden fabricar también proteínas
de agentes infecciosos tales como el virus
de la hepatitis o el virus del SIDA, ...
APLICACIONES PRACTICAS
Fermentaciones microbianas
– Antibióticos
Vacunas virales
– Hepatitis B
Proteínas
– Insulina
Regulación y terapia génica
– Interferón
Clonación
Vegetales y animales transgénicos
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  1. 1. GENETICA BACTERIANA MICROBIOLOGIA Venancio Esquivia Muñoz
  2. 2. Genoma bacteriano  Conjunto de genes que posee una bacteria tanto en su cromosoma como en sus elementos extra cromosómicos (si los posee).
  3. 3.  El cromosoma bacteriano consta de una sola molécula circular de ADN de doble cadena(5 millones de pares de bases).
  4. 4.  Las bacterias pueden contener elementos extra cromosómicos como los plásmidos y bacteriófagos siendo estos independientes del cromosoma bacteriano y pueden transmitirse de una célula a otra.
  5. 5.  Los genes esenciales para el crecimiento bacteriano se encuentran en el cromosoma y los plásmidos portan genes vinculados con funciones especializadas
  6. 6.  El ADN se sintetiza por replicación semiconservadora bidireccional. Las moléculas de ADN que contienen la información genética necesaria para su propia replicación se llaman replicones.
  7. 7.  Plásmido : elemento genético extra cromosómico, constituido por ADN de doble cadena circular, puede eliminarse de la bacteria sin aparente alteración de sus características biológicas.
  8. 8.  Los plásmidos codifican 3 grupos de genes.  Los de autorreplicación.  Los responsables de sus caracteres fenotípicos (resistencia antibiótica, antisépticos, producción de toxinas, etc.)  Los que intervienen en su transferencia, formación de los Pili y proteínas asociadas
  9. 9.  Tipos de Plásmidos  Plásmidos R – Resistencia a los antibióticos Ej. Staphylococcus
  10. 10.  Plásmidos productores de antibióticos – Ej. Streptomyces  Plásmidos productores de bacteriocinas – Colicinas – Ej. Bacterias entéricas
  11. 11.  Plásmidos de virulencia – Enterotoxina y hemolisina Ej. Escherichia coli – Coagulasa, hemolisina y enterotoxina Ej. Staphylococcus aureus
  12. 12.  Episoma: Plásmidos con capacidad de integrarse en el genoma, quedando bajo su control de replicación
  13. 13. REPLICACIÓN DEL ADN BACTERIANO  La replicación del ADN bacteriano se inicia en una secuencia especifica del cromosoma denominado OriC.
  14. 14. El proceso de replicación exige de muchas enzimas como:  Helicasa (desenrolla el ADN)  Primasa (sintetiza los cebadores que inician el proceso).  ADN polimerasas (que copian el ADN en dirección 5’a 3’)
  15. 15. Las bacterias tienen 2 tipos de ADN: replicones y no replicones.  Replicón: Segmento de ADN que puede replicarse de manera autónoma por que tiene un origen de replicación como el Ori C. El cromosoma, plásmidos y bacteriófagos son replicones
  16. 16.  No replicón : segmento de ADN que carece de origen de replicación (OriC) y solo puede replicarse si se recombina solo con un replicón
  17. 17.  Los operones son grupos de uno o más genes estructurales que codifican enzimas de una vía específica, regulados de una forma coordinada (Ej. operón lac de Escherichia coli)
  18. 18.  Elementos transponibles (Transposones) La transposición es el proceso por el que los genes se mueven de un lugar a otro en el genoma
  19. 19.  La transposición de genes está ligada a la presencia de elementos genéticos especiales llamados elementos transponibles: – Secuencias de inserción (SI) – Transposones complejos – Transposones asociados a fagos (Bacteriófago µ)
  20. 20.  Las SI y los transposones llevan genes que codifican una transposasa, enzima requerida para la transposición.
  21. 21.  Las SI son el tipo más simple y no llevan otra información genética que la requerida para desplazarse a nuevos lugares. Se encuentran tanto en el ADN cromosómico como plasmídico, así como en ciertos bacteriófagos
  22. 22.  Los transposones complejos “genes saltarines” son más largos que las SI y llevan otros genes, algunos de los cuales confieren importantes propiedades al organismo que los lleva (Ej. resistencia a los fármacos).
  23. 23.  Los transposones tienen genes que les permiten no solo moverse de un sitio a otro del genoma bacteriano sino también transferirse de una bacteria a otra.
  24. 24.  El bacteriófago µ es un transposon (Tn3 ) asociado al fago de E.coli, este porta el gen para la resistencia a la ampicilina
  25. 25.  Al parecer Haemophilus influenzae y Neisseria gonorrheae desarrollaron resistencia por primera vez a la ampicilina cuando obtuvieron Tn3 de E.coli
  26. 26. Importancia  Estos genes móviles pueden infectar plásmidos y favorecer la aparición de la resistencia a antimicrobianos en el medio hospitalario
  27. 27. INTERCAMBIO GENÉTICO EN LAS BACTERIAS  Mecanismo El intercambio es unidireccional, es decir, tiene una determinada polaridad, existiendo células donadoras y células receptoras. El intercambio del genoma de una célula a otra no suele ser total, sino parcial.
  28. 28. Parte del material genético, una vez introducido en la célula receptora, sufre inmediatamente un fenómeno de recombinación con el genoma de la donadora.
  29. 29. El resto del material de la donadora o no se replica, o se ve destruido.
  30. 30.  La recombinación genética puede observarse porque se transfieren fragmentos de ADN homólogo desde un cromosoma donador a una célula receptora por tres procesos:
  31. 31.  TRANSFORMACIÓN Captación y asimilación de ADN libre (desnudo), a partir del medio, por parte de una célula receptora.
  32. 32.  La bacteria capaz de asimilar ese ADN se denomina "transformable”. La capacidad de las bacterias a transformarse se conoce como competencia y depende de la presencia de un factor de competencia (péptido).
  33. 33.  Existen varios géneros con especies que poseen sistemas naturales de transformación: Streptococcus, Bacillus, Haemophilus, Pseudomona
  34. 34.  Transfección Es el proceso por el cual las bacterias se pueden transformar con ADN extraído de un bacteriófago o plásmido en vez de ADN cromosómico.
  35. 35. Importancia  Se puede inducir a las bacterias para que acepten genes eucariotas divididos que dentro de plásmidos y como resultado las bacterias transformadas son capaces de sintetizar proteínas humanas.
  36. 36.  CONJUGACIÓN Transferencia directa de material genético, promovida por un plásmido, desde una célula donadora a otra receptora, por medio de contactos íntimos entre ambas (puentes de unión o conjugados).
  37. 37.  La conjugación produce la transferencia unidireccional de ADN desde una célula donadora hasta una célula receptora a través del llamado Pili sexual (Gram negativas).
  38. 38.  El tipo de acoplamiento depende de la presencia (en la célula donadora) o ausencia (en la célula receptora) de un plásmido conjugado (portador de todos los genes necesarios para su propia transferencia).
  39. 39.  Tipos de conjugación Que se producen por: 1. Transferencia de genes de plásmidos. 2. Transferencia de genes cromosómicos. 3. Transferencia de genes de plásmidos y cromosómicos.
  40. 40.  Aunque por regla general la conjugación tienen lugar entre miembros de la misma misma especie, también se ha demostrado que, ocurre entre bacterias y células vegetales, animales y hongos.
  41. 41. Importancia Es una herramienta útil para la elaboración de mapas genéticos bacterianos. En el curso de la conjugación, los genes son transmitidos en forma consecutiva, a velocidad constante y siempre en el mismo orden relativo.
  42. 42.  TRANSDUCCIÓN El material genético es transportado desde la célula donadora a la receptora por medio de un virus bacteriano (bacteriófago), que actúa como vector.
  43. 43.  La integración de un fago al genoma bacteriano es en regiones predeterminadas o al azar. En ambos casos hay interrupción de la lectura del ADN bacteriano en el sentido de la transcripción.
  44. 44.  Existen 2 tipos de transducción: Generalizada (si los fagos transfieren genes con secuencias aleatorias a causa de un almacenamiento accidental del ADN del huésped) Especializada (si los fagos transfieren genes específicos).
  45. 45.  Existen varios géneros con especies que poseen sistemas naturales de transducción: Salmonella, E. coli.
  46. 46. Importancia Muchos factores de resistencia se diseminan por transducción (Gramposi- tivos). Es una herramienta útil para la elaboración de mapas genéticos bacterianos.
  47. 47.  Bacteriófagos Son virus bacterianos. Pueden sobrevivir fuera de la célula huésped porque el genoma (ADN o ARN) esta protegido por una capa de proteínas.
  48. 48.  Los fagos se diferencian en base a su modo de propagación en Líticos y Lisogénicos. Los fagos líticos producen muchas copias de sí mismos conforme destruyen a la célula huésped (Ej. Fago T4 de Escherichia coli).
  49. 49.  El fago β de Corynebacteriun diphtheriae codifica la toxina diftérica por tanto, sólo las bacterias lisogénicas son capaces de producir la difteria
  50. 50. APLICACIONES MÉDICAS  La ingeniería genética (biotecnología de la genética bacteriana) permite arrancar genes (segmentos de ADN) de un tipo de organismo y combinarlos con los genes de un segundo organismo
  51. 51.  Así de organismos relativamente simples como bacterias o levaduras se puede inducir a fabricar grandes cantidades de proteínas humanas (interferones e interleuquinas)
  52. 52.  Ellos pueden fabricar también proteínas de agentes infecciosos tales como el virus de la hepatitis o el virus del SIDA, para su uso en vacunas.
  53. 53. APLICACIONES PRACTICAS Fermentaciones microbianas – Antibióticos Vacunas virales – Hepatitis B Proteínas – Insulina
  54. 54. Regulación y terapia génica – Interferón Clonación Vegetales y animales transgénicos Biodegradación de desechos tóxicos

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