1. GENETICA BACTERIANA
MICROBIOLOGIA
Venancio Esquivia Muñoz

2. Genoma bacteriano
 Conjunto de genes que posee una
bacteria
tanto en su cromosoma como en sus
elementos extra cromosómicos (si los
posee).

3.  El cromosoma bacteriano consta de una
sola molécula circular de ADN de doble
cadena(5 millones de pares de bases).

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.  Los genes esenciales para el crecimiento
bacteriano se encuentran en el
cromosoma y los plásmidos portan genes
vinculados con funciones especializadas

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.  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.  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.  Tipos de Plásmidos
 Plásmidos R
– Resistencia a los antibióticos
Ej. Staphylococcus

10.  Plásmidos productores de antibióticos
– Ej. Streptomyces
 Plásmidos productores de bacteriocinas
– Colicinas
– Ej. Bacterias entéricas

11.  Plásmidos de virulencia
– Enterotoxina y hemolisina
Ej. Escherichia coli
– Coagulasa, hemolisina y enterotoxina
Ej. Staphylococcus aureus

12.  Episoma:
Plásmidos con capacidad de
integrarse en el genoma, quedando bajo
su control de replicación

13. REPLICACIÓN DEL ADN
BACTERIANO
 La replicación del ADN bacteriano se inicia
en una secuencia especifica del
cromosoma denominado OriC.

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. 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.  No replicón : segmento de ADN que
carece de origen de replicación (OriC) y
solo puede replicarse si se recombina solo
con un replicón

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.  Elementos transponibles
(Transposones)
La transposición es el proceso por el que
los genes se mueven de un lugar a otro
en el genoma

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.  Las SI y los transposones llevan genes
que
codifican una transposasa, enzima
requerida para la transposición.

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.  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.  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.  El bacteriófago µ es un transposon (Tn3 )
asociado al fago de E.coli, este porta el
gen para la resistencia a la ampicilina

25.  Al parecer Haemophilus influenzae y
Neisseria gonorrheae desarrollaron
resistencia por primera vez a la ampicilina
cuando obtuvieron Tn3 de E.coli

26. Importancia
 Estos genes móviles pueden infectar
plásmidos y favorecer la aparición de la
resistencia a antimicrobianos en el medio
hospitalario

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. Parte del material genético, una vez
introducido en la célula receptora, sufre
inmediatamente un fenómeno de
recombinación con el genoma de la
donadora.

29. El resto del material de la donadora o no
se replica, o se ve destruido.

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.  TRANSFORMACIÓN
Captación y asimilación de ADN libre
(desnudo), a partir del medio, por parte
de una célula receptora.

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.  Existen varios géneros con especies que
poseen sistemas naturales de
transformación:
Streptococcus, Bacillus, Haemophilus,
Pseudomona

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. 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.  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.  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.  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.  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.  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. 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.  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.  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.  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.  Existen varios géneros con especies que
poseen sistemas naturales de
transducción:
Salmonella, E. coli.

46. Importancia
Muchos factores de resistencia se
diseminan por transducción (Gramposi-
tivos). Es una herramienta útil para la
elaboración de mapas genéticos
bacterianos.

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.  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.  El fago β de Corynebacteriun diphtheriae
codifica la toxina diftérica por tanto, sólo
las bacterias lisogénicas son capaces de
producir la difteria

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.  Así de organismos relativamente simples
como bacterias o levaduras se puede
inducir a fabricar grandes cantidades
de proteínas humanas (interferones e
interleuquinas)

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. APLICACIONES PRACTICAS
Fermentaciones microbianas
– Antibióticos
Vacunas virales
– Hepatitis B
Proteínas
– Insulina

54. Regulación y terapia génica
– Interferón
Clonación
Vegetales y animales transgénicos
Biodegradación de desechos tóxicos