Ejercicios de genética de bacterias

1. Ejercicios sobre Genética bacteriana Grupo 5249 Semestre 2013-1 Dra. América Castañeda-Sortibrán y Rosario
Rodríguez-Arnaiz.
Ir a la siguiente página y hacer el ejercicio:
http://personales.ya.com/geopal/biologia_2b/unidades/ejercicios/act14bactema7.htm
Resolver los siguientes ejercicios:
www.biol.unlp.edu.ar/microbiologiagral/laboratorioN12-2009.doc
Microbiología General. Facultad de Ciencias Exactas – UNLP. Curso 2009
Cuestionario y problemas de Genética bacteriana
1- Mencione y explique brevemente cuáles son los mecanismos de transferencia de material genético en
bacterias.
2- a. ¿Qué diferencias presentan las cepas F+, Hfr y F- y cuál es su función en la conjugación?
3- a. Diferencie y describa los siguientes procesos de conjugación: F+ F- y Hfr  F-.
b. Distinga la transferencia de F+ y Hfr con respecto a la cantidad de material genético transferido y la
integridad de la unidad transferida.
4- En qué consiste la conjugación F’ y en qué se diferencia el plásmido F’ de un plásmido F normal.
5- En el laboratorio se aisló un mutante StrR que es incapaz de crecer con acetato como fuente de carbono
(ace-). Este mutante se conjugó con una cepa Hfr que es StrS- ace+. Cómo seleccionaría los transconjugantes
en el experimento Indique los medios de cultivo utilizados y los controles que realizaría.
6- En un experimento de conjugación se utilizaron cepas con los siguientes fenotipos:
cepa a= Hfr: bio--gal--thr+-arg+-ampr
cepa b= F-: bio+-gal+-thr--arg--rec--amps
cepa c= F-: bio+-gal+-thr--arg--rec+-amps
a- Teniendo en cuenta que el carácter rec refiere a la capacidad de recombinación de la cepa, cuál sería el
resultado de dos experimentos de conjugación por separado, uno de la cepa a con la cepa b, y otro de la
cepa a con la cepa c. ¿Cuál sería el fenotipo resultante de los transconjugantes?
b- Indique el protocolo y los medios de cultivo utilizados en el ensayo de a- para seleccionar los
transconjugantes.
7- Se realiza una conjugación entre una cepa F- que es bio--gal--his--leu- -trp- Sp R y un Hfr que es bio+-gal+-
his+-leu+ -trp+ -Sp S. Se mezclan 0,1 ml de Hfr con 1,9 ml de F-, ambos provenientes de cultivos en caldos en
fase logarítmica que contienen 5108 UFCml. La mezcla de conjugación se incuba a 32C durante 100
minutos y se seleccionan los transconjugantes bio+- his+ en una caja de Petri conteniendo el medio selectivo
A. En dicha caja se sembraron 0,1 ml de la dilución 110 de la mezcla de conjugación. Después de incubar a
37C una noche se contaron 170 colonias. Los transconjugantes bio+-his+ se estudiaron para determinar
además cuantos eran gal+- leu+ -trp+. Para ello se replicaron con manguito de terciopelo las 170 colonias en
las siguientes condiciones:
Medio de cultivo Transconjugantes selecionados N de colonias obtenidas
B bio+- his+-gal+ 80
C bio+- his+-trp+ 80
D bio+-his+-leu+ 30
a- Con qué frecuencia aparecen los transconjugantes bio+- his+
b- Indique la composición de los medios selectivos A, B, C y D.
c- Cuál es el orden relativo de los marcadores en el cromosoma
1

2. 8- Se cuentan con las siguientes cepas :
Cepa A: F-: lac--arg-- his--pyr- - lys--tonR
Cepa B: Hfr: lac+-arg+- his+-pyr+-lys+-tonS
El carácter lac— se refiere a la imposibilidad de fermentar la lactosa; arg-- his--pyr-- lys—: refieren a la
imposibilidad de sintetizar arginina, histidina, pirimidinas o lisina respectivamente, y TonR refiere a la
resistencia al fago (virus que infecta bacterias) virulento T1. Se realiza una conjugación entre la cepa A y la
cepa B.
a. ¿En qué medios selectivos seleccionaría los recombinantes lac+-arg+?
b. Observando los resultados de la siguiente tabla determine el orden de entrada de los marcadores.
Marcador seleccionado Número de transconjugantes cada 1000 Hfr
Arg+ 350
Pyr+ 100
Lac+ 25
Lys+ 350
His+ 500
9- a) ¿Cómo aislaría bacterias auxótrofas para His (his-) de un cultivo de bacterias protótrofas? Y Cómo
aislaría bacterias protótrofas para His (his+) de un cultivo de bacterias auxotróficas? Indique para cada caso
medios, agentes selectivos y técnicas utilizados.
b)- Utilizando el mutágeno metil-nitroso guanidina se quiere obtener un mutante lac+ de una cepa de
Salmonella tiphymurum lac-. Proponga un protocolo para realizar el ensayo especificando medios e indique
cómo haría para calcular la y eficiencia de mutación.
c). Cómo es la eficiencia de una mutación espontánea con respecto a una mutación inducida por un
mutágeno?.
10. Se realiza un ensayo de transducción generalizada y para ello se cuenta con el fago T8 que realiza dicha
transducción y una cepa bacteriana sensible al fago que tiene un fenotipo trp--bio-- his--ade-. Se mezclan 0,5
ml de la cepa con 0,1 ml de un lisado de fagos (que proviene de una lisis de bacterias trp+-bio+- his+-ade+), en
un volumen final de 3 ml de caldo nutritivo. El recuento inicial de bacterias es de 5 x 108 UFC/ml, y el de
fagos 1 x 108 UFP/ml. Luego de 24 hs de incubación a 32 C se plaqueó 0,1 ml de 3 diluciones seriadas de la
mezcla en cajas conteniendo el medio A. Sólo en la dilución final de 1 x 10-3 se obtuvieron un promedio de
125 colonias.
a. Proponga la composición del medio A y en base a ello indique cuál será el número final de transductantes
y su fenotipo. Tenga en cuenta que los caracteres trp-bio- his-ade se encuentran contiguos en el genoma
bacteriano y pueden transmitirse juntos.
b. ¿Cuál fue la eficiencia de transducción?
11. Un cultivo de 1x108 UFC/ml de una cepa mutante de Pseudomona aeruginosa se plaquea en distintos
medios, y luego de 2 días de incubación se obtienen los siguientes resultados:
Temperatura
Medio de cultivo 40C 30C
Mínimo No se observa crecimiento 50 colonias
Mínimo más leucina 10 colonias Crecimiento confluente
Medio rico 10 colonias Crecimiento confluente
a. En base a los resultados obtenidos: ¿Qué mutaciones sugiere Usted que posee esta cepa? ¿De que clase
cree que son?
b. Explique estos resultados, y relacione con las frecuencias de mutación.
c. ¿Cómo cambiaría su respuesta si los datos a 30C en el medio mínimo no mostraran crecimiento.
2

3. 12. En un laboratorio se propuso el uso de dos cepas de V. harveyi luxS-, Vh1 y Vh2, en ensayos para
detectar la acción de mutágenos. Estas cepas presentan dos mutaciones diferentes en el gen luxS
responsable de la luminiscencia. En la siguiente tabla se observan los resultados de ensayos para probar la
capacidad mutagénica de cloruro de vinilo y policloruro de vinilo, productos de degradación de residuos
plásticos hallados como contaminantes en el mar.
Cepas Cloruro de vinilo Policloruro de vinilo Controla
Vh1 3000 URL 10 URL 15 URL
Vh2 30 2500 18
a
: sin mutágeno agregado , URL unidades relativas de luminiscencia
a. Explique cómo se realiza el ensayo de mutagénesis y su interpretación.
b. Teniendo en cuenta que la cepa Vh1 fue obtenida por mutagénesis con análogos de base y que Vh2 lo fue
con un agente intercalante, diga cuál es el mecanismo más probable de acción de estos mutagénos. Explique
el mecanismo de acción de ambos mutagénos.
Resolver los siguientes ejercicios:
http://seg.umh.es/Docencia/problemas/prob_genetica_barcelona.html
RECOMBINACION EN PROCARIONTES
1. Cinco cepas Hfr que presentan los mismos marcadores silvestres se cruzan con una cepa F- que posee los
alelos alternativos. Mediante la técnica de apareamiento interrumpido se observa que cada cepa Hfr
transmite los genes en una secuencia única que es diferente de la secuencia de las otras cuatro, como se
puede observar en la siguiente tabla:
Cepas Hfr
Cepa 1 Cepa 2 Cepa 3 Cepa 4 Cepa 5
mal+ ade+ pro+ pro+ his+
strs his+ met+ gal+ gal+
ser+ gal+ xyl+ his+ pro+
ade+ pro+ mal+ ade+ met+
his+ met+ strs ser+ xyl+
a) ¿Cuál es la secuencia génica en la cepa original que ha dado lugar a las cinco cepas anteriores?.
Explicarlo.
b) para cada una de las cepas Hfr, que marcador se debería seleccionar en el receptor, despues de la
conjugación, para obtener la frecuencia mas alta de recombinantes que fuesen Hfr?.
2. Una cepa Hfr de genotipo met- his+ leu+ trp+ se aparea con un receptor met+ his- leu- trp-. Se sabe que
el marcador met- se transfiere muy tarde. Después de un breve periodo de apareamiento se separan las
células por agitación y se siembran en cuatro medios de cultivo diferentes. Los nutrientes con los que se
suplementa el medio de cultivo y el numero de colonias observadas en cada uno de ellos se dan a
continuación:
His, Trp 250
His, Leu 50
Leu, Trp 500
His 10
3

4. ¿Cuál es el orden de entrada de los genes? ¿Cuál es la finalidad de la mutación met- en este experimento?
¿Porqué el número de colonias en medio suplementado exclusivamente con His es tan bajo?.
3. En el cruzamiento Hfr: aro+ arg+ eryr strs X F-: aro- arg- erys strr los marcadores son transferidos en el
orden establecido anteriormente y los 3 primeros están muy próximos el uno del otro. Después de la
conjugación se sembraron en un medio que contenía estreptomicina, eritromicina, arginina y aminoácidos
aromáticos. Se aislaron 300 colonias y se hicieron crecer en diferentes medios:
Crecimiento sobre: nº de colonias
eritromicina 263
eritromicina + arginina 264
eritromicina + AA. aromaticos 290
eritromicina + arginina + AA aromaticos 300
a) Dar una lista de los genotipos correspondientes a cada fenotipo y decir cuantos hay de cada tipo.
b) Calcular las frecuencias de recombinación
4. En un experimento de transducción generalizada las células donantes de E. coli tienen el genotipo trp C+
pyr F- trp A- y las células receptoras tienen el genotipo trp C- pyr F+ trp A+. En la transducción se utiliza el
fago P1. Se seleccionan los recombinantes trp C+ y se determina su genotipo total con los resultados
siguientes:
genotipo nº de descendientes
trp C+ pyr F+ trp A+ 274
trp C+ pyr F- trp A+ 279
trp C+ pyr F+ trp A - 2
trp C+ pyr F- trp A - 46
a) Determinar el orden de los tres marcadores
b) Determinar las frecuencias de cotransducción de trp C con pyr F y de trp C con trp A.
5. Se hizo crecer el fago transductor P22 sobre una cepa bacteriana donadora pur+ pro+ his+ y después se
utilizo para infectar una cepa receptora de genotipo pur- pro- his-. Posteriormente se seleccionaron los
transductantes pur+; en el experimento II los pro+ y en el experimento III, los his+.
a) ¿Qué medio se utiliza en cada experimento de selección?
b) También se examinaron los transductantes para determinar la presencia o no de los otros marcadores de
la cepa donadora, y se obtuvieron los siguientes resultados:
I II III
pro-his- 87% pur-his- 43% pur-pro- 21%
pro+his- 0% pur+his- 0% pur+pro- 15%
pro-his+ 10% pur-his+ 55% pur-pro+ 60%
pro+his+ 3% pur+his+ 2% pur+pro+ 4%
¿Cuál es el orden de estos genes bacterianos?
c) ¿Qué genes están mas próximos?
d) Basándonos en el orden propuesto, explicar las proporciones relativas de los genotipos observados en el
experimento II.
4