Este documento describe la estructura y función del genoma bacteriano. El material genético de las bacterias se encuentra en el citoplasma en forma de un nucleoide circular. El genoma bacteriano contiene DNA, RNA y proteínas. El DNA bacteriano forma una molécula circular única que almacena la información genética. Los procesos genéticos bacterianos implican el DNA, RNA y proteínas. La recombinación genética puede ocurrir a través de la transformación, transducción o conjugación.

1. GENETICA
BACTERIANA
Curso de
Microbiología I
Departamento de
Microbiología

2. Estructura y función del genoma
bacteriano
 El material genético de las bacterias se
encuentra en el citoplasma, se le
denomina como nucleoide, cuerpo
nuclear, región nuclear.
 Esta compuesto de alrededor de 80% de
DNA, 10% de RNA y 10% de proteínas
(RNA polimerasa).

3.  En 1963 se logro aislar y extender el
cromosoma de E. coli, determinado que
tiene una longitud de 1 mm. Es una tira
circular doble y que se encuentra super
enrollado.
 El termino genoma se refiere al conjunto
completo de elementos genéticos
(genes) dentro de la célula.

4.  Los procesos genéticos requieren tres
tipos de polímeros:
 Acido Desoxirribonucleico (DNA).
 Acido Ribonucleico (RNA)
 Proteínas.

5.  DNA:
El cromosoma bacteriano único contiene dos tiras
complementarias de DNA que están enrolladas
alrededor una de la otra en patrón helicoidal, con
los extremos unidos para formar una molécula
circular.

6.  Las moléculas de DNA son de doble
cadena con bases complementarias.
Esta característica le permite a una de las
cadenas proporcionar la información
para el copiado de la información en la
otra cadena.
 Cada par de bases esta compuesto por
una purina y una pirimidina.

7.  Las purinas de una cadena forman
puentes de hidrogeno con las pirimidinas.
 El par A-T con 2 uniones puente de H.
 El par G-C con tres uniones.
 Cada una de las cuatro bases esta unida
a una fosfo-2’-dexosirribosa para formar
un nucleótido.

8.  La longitud de una melecula de DNA se
expresa en miles de pares de bases o en
kilobases (kb).
 El cromosoma de una bacteria, E. coli, es
una molécula circular única que contiene
alrededor de 4,500,000 pares de bases o
4500 kb. Con una longitud aproximada
de 1 mm.

9. RNA:
Existen 3 diferencias entre la química del DNA y
la del RNA:
1. Las macromoléculas del RNA contienen el
azúcar ribosa en lugar de desoxirribosa.
2. El RNA tiene la base uracilo en lugar de timina.
3. El RNA no es una molécula de tira doble

10.  Las bacterias contienen 3 tipos de RNA:
1. RNAm: (mensajero), su función es copiar
el código genético del gen (DNA
cromosómico) y llevar este mensaje al
sitio de síntesis de proteínas (Ribosomas).
2. RNAt (transferencia), traducción del
mensaje de RNA en una secuencia
especifica de aminoácidos.
3. RNA (ribosomal) síntesis de proteínas.

11. ENZIMAS
1. Toposisomerasa II: promueve el
superenrollarmiento (DNA girasa)
2. Toposisomerasa I: controla el
desenrrollamiento.
3. RNA polimerasa: hace que las dos tiras de
DNA se desenrollen de modo que se pueda
transcribir la información.
RNAt

12. 4. DNA ligasa: une los fragmentos
sintetizados.
5. Primasa: inicia la síntesis de un
fragmento roto.

13. RECOMBINACION GENETICA
 Es el proceso por el que los elementos
genéticos contenidos en dos genomas
separados se juntan en una unidad.
 Trae como consecuencia un cambio.
 Se transfieren genes completos, grupos
de genes o cromosomas completos.

14. Formas de Recombinación
 Transformación: el DNA libre se incorpora
a una célula.
 Transducción: La transferencia del DNA
donador esta mediada por un virus.
 Conjugación: la transferencia de DNA
implica contacto célula – célula y la
presencia de un plasmido y de una
estructura llamada pili.

15. TRANSFORMACION
 Este descubrimiento fue uno de los hechos mas
relevantes, pues condujo a experimentos que
probaron que el DNA es el material genético.
Fred Grifth (1920).
 Trabajos con Streptococcus pneumoniae.

16.  No todas las bacterias tienen esta
capacidad, sino células competentes
que son capaces de tomar una molécula
de DNA y lo integran a su cromosoma.
 Intervienen: proteínas especiales que
intervienen en el trasporte e
incorporación del DNA.

17. Transformacion: Etapas
1. Unión del DNA: proteína asociada a la
membrana: autolisina y nucleasas.
2. Incorporacion del DNA:
Primero se fija reversiblemente, luego se
vuelve irreversible.
3. Integracion del DNA: proteína de unión,
en el cromosoma proteína RecA

18.  Cuando una célula es capaz de tomar
una molécula o un fragmento de DNA y
transformarse se denomina célula
competente.
 Solo algunas cepas poseen esta
característica, parece ser una propiedad
hereditaria.

19. Experimento de Griffith
Neumococo vivo
capsulado. (S)
Ratón muerto
Se aíslan cepas lisas
Neumococo muerto
por calor
Ratón vivo.
Neumococo vivo
rugoso (R) no
capsulado
Ratón vivo.
Neumococo (R)
vivo +
Neumococo muerto
Ratón muerto: se aíslan
cepas S

21. TRANSDUCCION
El DNA se transfiere de una célula a otra por
medio de un virus: bacteriófago.

22. Transduccion

24. Transducción
 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.

25. Transducción
Puede ocurrir de 2 formas:
1. Transducción generalizada:
Cualquier porción del genoma
bacteriano pasa a formar parte del
genoma de la partícula vírica.

26. Transducción
2. Transduccion especializada:
El DNA de una región especifica del
cromosoma del hospedador se integra
directamente en el genoma del virus.
No todos los fagos pueden transducir, ni
todas las bacterias son transducibles.

27. Transducción
 El mecanismo de transducción fue
descubierto por Zinder y Lederberg
(1952).
 Estudiando la recombinación genética
entre diferentes cepas de Salmonella
typhimurium.

28. CONJUGACION
 Implica el contacto célula – célula.
 El material genético transferido puede ser
un plasmido, 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.

29. conjugacion
 La capacidad de la células para actuar
como donantes se debe a la presencia
de factor f o factor de fertilidad.
 Las células que carecen de factor f, son
receptoras.

30. PLASMIDOS
 Son elementos genéticos que se replican
independientemente del cromosoma.
 Se encuentran dentro de la célula.
 Existen varios tipos de plasmidos.
 En E coli, se han aislado mas de 300

31. Tipos de plasmidos
 P. conjugativos: codifican pili sexuales y
proteínas necesarias para la transferencia
de DNA.
 P. R (resistencia a los antibióticos,
mercurio).
 P. Producción de bacteriocinas y
antibióticos.

32. Tipos de plasmidos
 Plasmidos de funciones fisiológicas:
Utilización de urea,
Fermentación de carbohidratos.
Producción de pigmentos.
 Plasmidos de virulencia: producción de
toxinas, enzimas, tumores.

33.  E coli, posee un plasmido conjugativo
llamado Factor F:
- Capacidad para sintetizar pili.
- Movilización del DNA para su
transferencia.
- Alteración de receptores de la superficie
de la célula.

34. Terapia genica

35. MUTACION
 Es un cambio hereditario en la secuencia
de bases del acido nucleico que
constituye el genoma de un organismo.
 Fenotipo: las características observables
de un organismo.
 Genotipo: constitución génica precisa de
un organismo. (conjunto de genes)

36. MUTACIONES
 Cepa silvestre: cepa aislada de la
naturaleza.
 Se pueden obtener mutantes de una
cepa silvestre o de una derivada de esta.
 Pueden ocurrir cambios perjudiciales,
neutros o beneficiosos.

37. MUTACIONES
 M. Espontáneas.
Ocurren en la naturaleza, sin ser
provocadas.
Ej: efectos de la radiación natural, que
alteran la estructura de las bases de DNA.
Errores en el apareamiento de bases.
 Tipos de mutantes: No capsulado, inmóvil,
fermentación de azucares.

38. MUTACION
 Mutaciones inducidas por mutágenos,
sustancias que inducen a mutaciones.
 Mutágenos químicos: reaccionan
directamente con el DNA, ocasionando
cambios químicos, en las bases.
 Acido nitroso, bromuro de etidio etc.
 Mutágenos físicos: rayos UV, rayos X.