En estas diapositivas, se presenta todo sobre el genoma bacteriano y la presencia de sus mutaciones ya de manera inducida o natural.

1. GENOMA
BACTERIANO Y SUS
MUTACIONES
Integrantes:
Máximo Amaya Kevin Jesús
Vílchez Cruz William Guillermo.
Ramos Yempén Milagros Leonela.
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
ESCUELA PROFESIONAL DE BIOLOGÍA

2. Objetivo
• Determinar la estructura y morfología del genoma bacteriano.
• Conocer el mecanismo de los elementos génicos extracromosómicos.
• Identificar las mutaciones en bacterias y la importancia de los agentes mutágenos

3. CAPITULO 1: GENÉTICA MICROBIANA
1. Conceptos generales
2. ADN como material genético
3. Estructura del ADN
4. Genoma Bacteriano
5. Elementos genéticos móviles
6. Mutaciones del genoma bacteriano

4. GENÉTICA MICROBIANA
• Forma parte ---- Microbiología y la
ingeniería genética.
• Estudia----- Genotipo y expresión de los
microorganismos.
• Observación---- crecimiento microbiano
• Genética bacteriana ha fomentado el
desarrollo de la ingeniería genética

5. 1. Conceptos generales
2. ADN como material genético
3. Estructura del ADN
4. Genoma Bacteriano
5. Elementos genéticos móviles
6. Mutaciones del genoma bacteriano

6. “PrincipioTransformante “
Frederick Griffith (1928)
Streptococcus pneumoniae

7. OswaldTheodore Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty
(1944)
- Demostraron que el
“Principio transformante”-----
ADN
- Cepa de neumococo
- Interacción con enzimas

8. James Dewey Watson y Francis Harry Compton Crick (1953)
- Elaboraron el modelo del ADN
- Características del ADN

9. 1. Conceptos generales
2. ADN como material genético
3. Estructura del ADN
4. Genoma Bacteriano
5. Elementos genéticos móviles
6. Mutaciones del genoma bacteriano

10. • Cadena de polinucleótidos.
• Bases púricas:Adenina y guanina
• Bases pirimidicas: Citosina y timina
• Antiparalela
• Complementaria
• Semiconservativa

11. 1. Conceptos generales
2. ADN como material genético
3. Estructura del ADN
4. Genoma Bacteriano
5. Elementos genéticos móviles
6. Mutaciones del genoma bacteriano

12. • Cantidad de genes----- cromosoma y
elementos extracromosomicos.
• Mayoría ---- DNA bicatenario y una sola
molécula.
• Son haploides
• Longitud de la molécula----- se mide en
miles pares de bases o kpb
• E. coli aproximadamente 5000kpb
Brucella melitensis, Burkholderia
pseudomallei y Vibrio cholerae
Mycoplasma sp. Polyangium cellulosum

13. • Cromosoma lineal--- Borrelia sp. y
Streptomyces sp
• Cromosoma lineal y circular---
Agrobacterium tumefaciens
Borrelia sp. y Streptomyces sp
• Superenrrollamiento: Compactación
plectonémica , Compactación toroidal
• E. coli---- 50% de amabas compactaciones
Proteína HU
E. coli

14. 1. Conceptos generales
2. ADN como material genético
3. Estructura del ADN
4. Genoma Bacteriano
5. Elementos genéticos móviles
6. Mutaciones del genoma bacteriano

15. Elementos genéticos
móviles
Genoma
Bacteriano
Genoma
central
Genoma
único
Genoma
accesorio
Necesario para la biología
celular
Determinadas cepas
Genes --- proteínas-- adaptación
- EGM--- parte del genoma accesorio
- Fragmentos de ADN
- Codifican---- proteínas y enzimas
- Movilidad del ADN --- intracelular y
extracelular

16. Isla de patogenicidad
- Genes específicos------ patógenos
- Genes de virulencia.
- Resistencia antibióticos, toxinas.
- Plásmido--- Shigella sp. y Yersinia spp.
Fernández et al, 2004

17. Tranposones, elementos genético transponibles o “genes
saltarines”
- Segmentos de ADN
- Mutaciones de inserción
- Distribuidos en la naturaleza
- Dos tipos: elementos IS y Tn
Barbara McClintock
Los elementos IS:
-Transposasa --- cataliza la transposición
Transposón:
-Genes– diferentes propiedades
-Gentamicina--- Enterococcus sp.

18. Integrones y CASSETTES genéticos
Integrones:
-Estructuras genéticas– integran gen exógeno
(casetes de genes).
-Intl1---- integrasa – interaccion attc y attl
-Presencia de promotores
Cassettes genéticos:
-Elemento genético móvil
-Contiene un gen y un sitio de recombinación
(attC)
-Genes de resistencia a los antibióticos
-No expresan enzimas

19. Bacteriófagos
Frederick Twort, 1915
Hay virus que infectan
bacterias y las matan
Félix d’Herelle
Protocolos terapéuticos para
infecciones digestivas en animales y
humanos.
Los bacteriófagos, como todos los virus, tienen vida intracelular obligada y están constituidos
por una molécula de ácido nucleico, poseen un tamaño que varía entre 20 a 200 nanómetros y
participan activamente en la vida de las bacterias codificando la producción de enzimas y de
toxinas, , así como en la transferencia de genes entre bacterias.

20. ESTRUCTURA
Los bacteriófagos vienen en muchas diferentes formas y tamaños.
1. Tamaño - T4: está entre los fagos mas grandes, tiene aproximadamente 200 nm de largo y 80-100 nm de ancho.
2. Cabeza o Cápside: Los fagos clásicos poseen una estructura a manera de cabeza y pueden variar de tamaño y forma.
Algunos son icosaédricos (20 caras) otros son filamentosos. La cabeza o cápside está compuesta de muchas copias de una
o más proteínas diferentes.
3. Cola: La cola es un tubo hueco a través del cual el ácido nucleico pasa durante la infección. El tamaño de la cola puede
variar y algunos fagos ni siquiera la tienen. En los fagos más complejos como T4, la cola se rodea de una cortina
contráctil durante la infección de la bacteria.

21. Estado lítico o virulento
Un fago actúa como un virus típico: secuestra a su célula anfitriona y utiliza los recursos de la célula para hacer
muchos fagos nuevos, lo que causa que la célula lise (estalle) y muera en el proceso
Las etapas del ciclo lítico son:
a) Fijación: las proteínas en la cola del fago se unen a un receptor
específico (en este caso, un transportador de azúcar) en la superficie
de la célula bacteriana.
b) Penetración: el fago inyecta su genoma de ADN bicatenario dentro
del citoplasma de la bacteria.
c) Copia del ADN y síntesis de proteínas: se copia el ADN del fago
y los genes del fago se expresan para hacer proteínas.
d) Ensamblaje del nuevo fago: las cápsides se ensamblan a partir de
las proteínas de la cápside y se rellenan con ADN.
e) Lisis: el fago expresa los genes para las proteínas que hacen
agujeros en la membrana plasmática y la pared celular.

22. Estado lisogénico
Permite que un fago se reproduzca sin matar a su anfitrión. los primeros dos pasos (fijación e inyección
del ADN) ocurren tal como sucede en el ciclo lítico.
El fago con el ADN integrado, llamado profago, no es activo:
sus genes no se expresan y promueve la producción de fagos
nuevos.
El ciclo lisogénico es menos llamativo (y menos violento) que el
ciclo lítico, pero al final, es solo otra manera para que el fago se
reproduzca.
En las condiciones apropiadas, el profago puede volverse activo y
salirse del cromosoma bacteriano, lo que acciona los pasos restantes
del ciclo lítico.

23. Plásmido
Son ADN extracromosómico con replicación autónoma independiente del cromosoma bacteriano
(Phillips et al., 2004)
Los plásmidos de mayor tamaño, se encuentran en una o unas pocas copias, mientras que los más
pequeños pueden estar en hasta 100 copias por célula (plásmidos multicopia) (Betancor et al.,
2012)
La replicación del plásmido implica una
región en el ADN del plásmido conocida
como origen de replicación (oriV)

24. Se inicia la transferencia
del DNA en los
plásmidos conjugativos.
Se realiza la
transferencia del DNA
por conjugación
Controlan replicación,
segregación o número
de copias.
Pueden conferir
nuevos fenotipos con
ventajas selectivas
Se inicia la replicación
Codifican funciones no esenciales
Esquema

25. MUTACIONES
Una mutación es un cambio heredable en
la secuencia de bases de los ácidos
nucleicos que constituyen el genoma de un
organismo; ésta se produce en condiciones
naturales con baja frecuencia y se deben
fundamentalmente a errores en los
procesos de replicación del ADN. La
mayoría de estos errores o alteraciones
introducidos en el genoma, son corregidos
por los mecanismos de reparación del
ADN, pero algunos escapan a la corrección
y pueden originar cambios heredables que
proporcionan una diversidad genética.
MUTACIONES EN BACTERIAS
Las mutaciones en las bacterias,
frecuentemente afectan propiedades
fácilmente reconocibles como
requerimientos nutricionales,
morfología o resistencia antibiótica.

26. TIPOS DE MUTACIONES EN BACTERIAS
Este es el caso de las mutaciones que
confieren resistencia a los antibióticos,
en las que el mutante resistente se
seleccionará en un ambiente en el que
las bacterias estén expuestas al
antibiótico en cuestión.
LAS MUTACIONES
SELECTIVAS:
LAS MUTACIONES
NO SELECTIVAS:
Frente a una mutación no selectiva la
bacteria no adquiere beneficios en
relación a su progenitor, por ejemplo,
la pérdida de pigmento de las colonias
de Serratia marcescens que se observa
cuando se cultivan en agar (Manrique,
2017).

27. TIPOS DE MUTACIONES EN BACTERIAS
Una mutación puntual se produce
cuando se altera un solo par de
bases. Pueden tener uno de los
tres efectos siguientes
LAS MUTACIONES
PUTUALES:
En primer lugar, la
sustitución de una base
puede ser una mutación
silenciosa o sea, el codón
alterado produce el
mismo aminoácido
En segundo lugar, la
sustitución de base
puede ser una
mutación sin sentido en
que el codón alterado
da lugar a un
aminoácido diferente
En tercer lugar, la
sustitución de una base
puede producir una
mutación sin sentido y el
codón alterado puede
corresponder a una señal
de terminación.

28. TIPOS DE MUTACIONES EN BACTERIAS
En este tipo de mutación se pierden una o más
bases, es decir, se pierde un trozo de ADN
alterando la cadena proteica que debería
formarse y su función. De esta forma se puede
alterar el marco de lectura para formar la
proteína o eliminar aminoácidos que son propios
de la cadena proteica. En ocasiones las
deleciones son tan largas que pueden
comprometer un gen entero o varios genes
contiguos.
LAS DELECIONES:

29. TIPOS DE MUTACIONES EN BACTERIAS
En este tipo de mutación se añade una o
más bases al ADN original. De esta forma
se puede alterar el marco de lectura para
formar la proteína o insertar aminoácidos
extra que son inadecuados.
LAS INSERCIONES:

30. AGENTES
MUTÁGENOS
Son agentes ambientales físicos o
químicos que pueden dañar el ADN o
interferir con la maquinaria replicativa, de
modo que provocan una mayor frecuencia
de aparición de mutaciones (y en este
sentido hablamos de “mutaciones
inducidas”).

31. AGENTES MUTÁGENOS
FÍSICOS
La radiación eleva las probabilidades de eventos
mutacionales al ocasionar rompimientos, arreglos
y/o distorsión de la cadena de ADN al alterar las
bases (dímeros de timina), bloqueando así
futuras replicaciones.
El ADN absorben la energía alta asociada con la
energía UV de longitud de onda corta. Esta
absorción de energía UV forma nuevos enlaces
entre nucleótidos adyacentes creando dobles
enlaces o dímeros lo que impide la replicación y
la capacidad de infectar
RADIACIÓN UV

32. AGENTES MUTÁGENOS
FÍSICOS
Tienen acción mutágenica por su
capacidad de producir aberraciones
cromosómicas visibles (como rupturas o
translocaciones cromosómicas) o bien a
nivel genómico.
RAYOS X Y RADIACIONES
IONIZANTES

33. AGENTES MUTÁGENOS
QUÍMICOS
Los mutágenos químicos ocasionan
inestabilidad general que produce
cambios químicos en el ADN; cambian
químicamente las bases, con lo que
causan errores de apareamiento.
El test de Ames:
Hace un uso práctico de las mutaciones
bacterianas para detectar sustancias
químicas potencialmente peligrosas en el
medio. Como en las grandes poblaciones
bacterianas se pueden detectar mutantes
con sensibilidad muy alta, las bacterias se
pueden utilizar para buscar productos
químicos con mutagenicidad potencial.

34. AGENTES MUTÁGENOS
QUÍMICOS
AGENTES ALQUILANTES
ANÁLOGOS DE
BASE
Introducen radicales alquílicos en una
cadena (los alquilantes monofuncionales)
o en las dos cadenas (los bifuncionales)
del ADN, produciendo efectos letales y
mutagénicos, dependen sobre todo de
la reacción con el O6 de la G. Ello
provoca una gran distorsión en la doble
hélice, que posteriormente se plasma en
transiciones del tipo G:C à A:T
Estos análogos de bases tienen similitud
estructural con las bases nitrogenadas,
como por ejemplo el 5-bromouracilo
o la 2-aminopurina, que se incorporan
en el ADN que se replica en lugar de las
bases correspondientes timina y
adenina.
etil-etano-sulfonato (EES): CH3-CH2-SO2-O-CH2-CH3
etil-metano-sulfonato (EMS): CH3-SO2-O-CH2-CH3
nitrosoguanidina (NTG), que es la N-metil, N'-nitro, N-nitrosoguanidina