Microbiologia

1. GENÉTICA MICROBIANA
GENÉTICA: Define la herencia o constancia o cambio en el ordenamiento de
las funciones fisiológicas que constituyen las propiedades de los organismos.
UNIDAD DE HERENCIA..-
GEN: Es un segmento DNA que contiene en su secuencia de nucleótidos
información para una propiedad bioquímica o fisiológica especifica.
FENOTIPO: Propiedades estructurales y fisiológicas colectivas de una célula o
de un organismo. EJ: color de ojos en el hombre o la resistencia a un antibiótico
en una bacteria.
GENOTIPO: Dado por la secuencia de DNA dentro de un gen o en la
organización de genes, es la base química para el fenotipo.
La selección de un gen requiere su expresión que puede ser obtenido a nivel del
fenotipo. Los genes están constituidos por DNA, observándose la presencia de:

2. -ENZIMAS DE RESTRICCIÓN: Rompen el DNA en sitios
específicos dando origen a fragmentos de restricción de DNA.
-PLÁSMIDOS: Son elementos genéticos pequeños con capacidad
de replicación independiente en bacterias y levaduras , son
facultativos codifican la información EJ: resistencia.
la introducción de un fragmento de DNA en un plasmido permite q el
fragmento de restricción se amplifique muchas veces, también
puede lograrse la amplificación con enzimas bacterianas RCP
(Reacción en Cadena de la Polimeraza )

3. EcoRI BamHI
SalI
PstI
Resistencia Resistencia
a ampicilina a tetraciclina
(ampR) (tetR)
Origen PvuII
de replicación
(Oric)
Figura: representación del plásmido pBR322 de Escherichia coli
En rojo se muestran las enzimas de restricción con que puede cortarse.
Las flechas indican los sitios de corte.

4. polipéptido

5. ORGANIZACIÓN DE LOS GENES
ESTRUCTURA DE DNA
Esta formado por una secuencia de nucleótidos (Fosfo-2-
desoxirribosa. Bases puricas A-G,bases pirimidicas T-C) de doble
hélice de DNA unidos por puente de hidrogeno siendo cada tira
complementaria de la otra.
La longitud de una molécula se expresa en kilo pares de bases es
=mil pares de bases . EJ: virus 5Kpb. E. Coli 4000Kpb, cada par de
bases esta separado del siguiente mas o menos por 3.4x10-7, la
longitud de cromosoma de E. Coli es de un milímetro por ser de esa
longitud es evidente un súper enrollamiento gracias a la RNA
polimeraza.

6. 0
20
40
60
80
100
1
e
r
t

9. ESTRUCTURA DEL RNA
Se encuentra con mas frecuencia en forma de tiras sencillas, la base
uracilo en vez de timina es decir sus pares son A-G y C-G formando
lazos que asumen una estructura compacta capas de expresar la
información genética contenida en el DNA.
ACTIVIDAD: Comunicar las secuencias de DNA en función de
RNAm. A los ribosomas que contienen RNAr, los mensajes son
traducidos con ayuda del RNA de transferencia en secuencia de
aminoácidos constituidos por proteínas.
GENOMA EUCARIÓTICO: El genoma es la totalidad de la
información genética en un organismo casi todo el genoma
eucariótico esta contenido en dos o mas cromosomas lineales,
dentro una membrana nuclear en el citoplasma.
CELULA EUCARIOTA DIPLOIDE: Posee dos cromosomas
homólogos en cada cromosoma .

10. CELULA PROCARIOTA HAPLOIDE.- Portan una copia simple de la
mayor parte de los genes .
La mayor parte de los genes está en el cromosoma eucariótico y unos
cuantos en las mitocondrias y cloroplastos , a diferencia de los
procariotes el DNA posee grandes cantidades de material repetido que
no codifica información alguna .
Muchos genes eucariotes ,están separados por intrones , secuencias
intercaladas de DNA que no son traducidos a productos genéticos , se
observa en genes de arqueo bacterias no en los genes bacterianos .
GENOMA PROCARIÓTICO.- La mayor parte de genes está en el
cromosoma bacteriano , en un círculo sencillo que posee alrededor de
4000 Kpb de DNA , muchos poseen genes en plásmido cuyo tamaño
varia de 100Kpb . Los círculos (cromosoma y plásmido) se denominan
replicones que poseen capacidad para su propia replicación . En los
procariotes no hay membranas que separen los genes del citoplasma
como en los eucariotes , con pocas excepciones , los genes
bacterianos son haploides . Los plásmidos portan genes relacionados
con funciones especializadas .
TRANSPOSONES.- Elementos genéticos que contienen varios Kpb de
DNA incluyendo la información para emigrar de un locus genético a
otro

11. 1.-TRANSPOSONES SIMPLES.- Contienen solo secuencias para
insertacion.
2.-TRANSPOSONES COMPLEJOS.- Contienen genes para funciones
especializadas y están flanqueados por genes para resistencia, no contienen
información para su propia replicación, al contrario de los plásmidos.
GENOMA VIRAL.- Los virus no son capaces de proliferar fuera de una célula
huésped , solo sobreviven , por tanto la propagación del virus requiere:
1.- Una forma estable que permita sobrevivir en ausencia de huésped .
2.- Un mecani9smo para invadir las células .
3.- La información genética necesaria para la replicación de componentes
virales dentro de la célula .
4.- Información adicional para el empaquetamiento de os componentes virales
y su liberación

12. Se hacen distinciones entre virus relacionados con eucariotes y aquellos que
infectan a procariotes , éstos últimos se denominan bacteriófagos .
Los bacteriófagos contienen una molécula de acido nucleico rodeado por una
cubierta de proteínas , algunos además contienen lípidos . Muchos fagos
contienen DNA de doble tira , otros RNA de tira sencilla . A veces se
encuentran bases poco comunes , como hidroximetilcitosina , muchos fagos
contienen estructuras especializadas tipo jeringa que se adhieren a receptores
de la superficie celular e inyectan el acido nucleico .
Los fagos se dividen en base a su modo de propagación .
1.-FAGOS LÍTICOS.- Producen numerosas copias de si mismos y al hacerlo
destruyen la célula huésped . Ej. Fagos T-lisos de Escherichia coli.
2.-FAGOS MODERADOS.- Tienen la prioridad de entrar en un estado no
lítico
de profago , en el que la replicación de su acido nucleico está enlazada
a la replicación del DNA de la célula del huésped . Las bacterias que portan
profago se denominan liso génicas debido a que una señal fisiológica pude
desencadenar un ciclo lítico del viris que causa la muerte de la célula
huésped y la liberación de numerosas copias de l fago .Ej. El fago lambda

13. de E. coli.
3.- FAGOS FILAMENTASOS.- Ej. M13 de E. coli sus filamentos contienen
DNA de una tira combinada con proteína y son expulsados de sus
huéspedes , los cuales se debilitan pero no mueren por la infección .
.
REPLICACIÓN.- El DNA de doble tira se sintetiza por replicación
semiconservadora , cuando la doble tira progenitora se desarrolla , cada tira
sirve de molde para la replicación del DNA en un orden complementario , la
replicación por R.
Semiconservadora inconveniente y la consecuencia de la reproducción por
fusión binaria de las bacterias tienen como inconveniente del adaptamiento la
falta de intercambio genético ya que la evolución depende de la densidad
genética por que las bacterias han adoptado sus sistemas biológicos a fin de
poder cambiar genes entre individuos diferentes.

14. Los tres procesos del flujo de información: replicación, trascripción y traducción.

15. DNA EUCARIÓTICO.- La replicación comienza en varios puntos a lo largo
del cromosoma lineal . La replicación de los extremos del cromosoma lineal
requiere actividades enzimáticos diferentes , en estas actividades pueden
participar los telómeros ( secuencias especializadas de DNA contenidos en los
extremos de los cromosomas eucarióticos que actúan en la replicación de los
extremos cromosómicos .
DNA BACTERIANO
L os replicones se unen a la membrana celular , en esta se realiza la septación
de la membrana . La replicación del cromosoma bacteriano es controlada de
manera estrecha y el número de cromosomas varia entre 1 y 4.
La replicación del DNA circular de doble tira de las bacteria comienza en el
locus ori , una región del DNA que se cree esta unida a la membrana celular , la
replicación del DNA procede en dos direcciones desde el punto de origen y la
terminación del proceso en un punto distante , produce dos cromosomas hijos
que experimentan segregación . Ej. Plásmidos .

16. TRANSPOSONES.- Los transposones no tienen información para su propia
replicación por tanto su propagación depende de su propia integración física
con un replicon bacteriano .
FAGO.- Los bacteriófagos muestra diversidad de replicación por diferentes
ácidos nucleicos:
1.- FAGOS LÍTICOS.- Producen copias numerosas de si mismos en un
solo estallido de proliferación .
2.- FAGOS MODERADOS.- Se establecen como profagos ya sea
como parte de un replicon establecido o formando un replicon independiente .
El DNA de doble tira de numerosos fagos líticos es lineal , y la primera etapa de
replicación depende de extremos cohesivos , colas complementarias de DNA .

17. La ligazón , formación de un enlace fosfodiester entre colas da origen a un DNA
circular enlazado ya que puede replicarse con otros replicones
3.- FAGOS FILAMENTOSOS.- Ej. M13 de E.coli expulsado debilita a
su huésped .
TRANSFERENCIA DEL DNA.- Es frecuente entre capas de procariotes ,
el intercambio genético bacteriano se caracteriza por la transferencia de un
fragmento pequeño de un genoma dador a una célula receptora . El éxito en la
precombinación genética requiere que el DNA de donador se replique en el
microorganismo recombinante .
La replicación puede lograrse por integración del DNA del donador en el replicon
del receptor o por establecimiento del DNA del donador por un replicon
interdependiente
RESTRICCIÓN Y OTRAS LIMITACIONES EN LA
TRANSFERENCIA DE GENES.-
Las enzimas de restricción proporcionan a la bacteria en un mecanismo para
distinguir su propio DNA de otro . Estas enzimas hidrolizan al DNA en sitios de
restricción determinados por frecuencias especificas de DNA que tiene de

18. 4-13 bases, esta es la base para la selectividad de la preparación de
fragmentos de DNA , que es el fundamento de gran parte de la ingeniería
genética
MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE GENES.-
Se distinguen tres tipos de intercambio genético en procariotes , por la forma
en que se dona el DNA:
a) CONJUGACIÓN.- Es un mecanismo de transferencia de DNA cromosómicos
o plásmidicos más frecuentes de una célula donadora a otra receptora ,
mediante contacto físico citoplásmico entre ambas .
En bacterias gram (-) se hace a través de un puente citoplasmático el Pili para
la formación de los mismos , la bacteria receptora aporta el sitio de
reconocimiento para que se establezca el puente de unión .
El DNA plasmidico inicia su transferencia en un punto determinado ( su origen
de replicación cerca del Pili ) . Pasando una sola cadena de DNA a través del
puente intracelular , ambas células contienen una cadena simple que
inmediatamente completan por complementariedad .

19. En bacterias gram (+) . Ej. S. faecalis sin descargar transducción de la bacteria
donadora, forman puentes de contacto ( adhesivos ) en la superficie celular para
receptores de superficie ( ácido lipoleico ) , cuando existe cercanía de célula
donadora segrega feromonas que inducen a la sintes9s de adhesivos.
b) TRANSDUCCIÓN.- Es la transferencia medida por fagos , ya sean
líticos o moderados.
TRANSDUCCIÓN GENERALIZADA O NO ESPECIFICA.- Se produce en el
ciclo lítico.
TRANSDUCCIÓN ESPECIALIZADA.- Es frecuentemente en el ciclo
lisogénico donde se transfieren uno o varios genes concretos. Ej. Fago
lambda.
c) TRANSFORMACIÓN.- Es la formación más directa de adquirir el
DNA soluble procedente del medio externo y se expresa por un cambio en el
fenotipo, la bacteria capas de asimilar ese DNA se denomina transformable.

20. MUTACIÓN Y REORDENAMIENTO DE GENES.-Son
cambios en la secuencia del DNA, en las secuencias , las mutaciones
espontáneas para un gen dado por lo general ocurren con una frecuencia de
10-6 y 10-8 en una población derivada de una sola bacteria, esta s pueden ser
-Sustituciones
-Supresiones
-Inserciones
-Reordena miento de bases
Estas ocurren por un apareamiento erróneo entre base complementaria
durante la replicación . Puede minimizarse por enzimas que catalizan la
reparación de desigualdades.
1.-Un sistema especial de reparación de DNA, la repuesta SOS, funciona
en las células en las que el DNA ha sido dañado.
2.-Mutaciones por error, a veces no alteran el fenotipo pero sustituyen un
aminoácido menor a otro.
3.-Mutaciones sin sentido terminan de manera prematuramente la síntesis
proteica .

21. Las espontáneas son las que eliminan porciones grandes o un conjunto de
genes.
VARIACIONES FENOTÍPICAS Y ADAPTACIÓN.- Expresión
fenotípica de las mutaciones:
1.- MORFOLÓGICOS.- Se da por variaciones en forma , tamaño, tienen
cambios de PH, peso atómico y temperatura . Ej. Cuando aparecen las
esporas, cuando envejecen.
2.- CROMÓGENOS.- Ej. Producción de color de un bacteria, la Serratia
marcences a temperatura de 37°c no forman pigmentos si no a temperatura
ambiente.
3.,- ENZIMÁTICAS.- E.coli solo forma la enzima galactosidaza en presencia
de lactosa color verde brillante.
4.-PATOGÉNICAS.- Coryne bacterium solo secreta toxina cuando es
lisigenizado, un fago en presencia Fe 2+ en el medio Ej. Estreptococo
pneumoniae capsulada es virulenta puede perder.

22. 5.- RESISTENCIA.- Ej. Producen enzimas inactivadoras Ej. Penicilinazas.
MUTÁGENOS.- Son los factores que producen la mutación:
- MUTÁGENOS FÍSICOS.- (LUV) lesiona al ADN al favorecer el enlace de
bases timina vecinas
- MUTÁGENOS QUÍMICOS.- Por Ej. El ácido nitroso alteran la estructura de
las bases de DNA.
- MUTA- GÉNESIS BIOLÓGICA.- Son las inserciones en los genes de
reparación causadas por transposones como el fago mu en este caso se
clasifican en grandes mutágenos .
EXPRESIÓN GENÉTICA.-
- CODONES.- Tripletes de nucleótidos usados en la traducción:

23. 1.- El DNA se desenrrolla y sirve de molde para RNA mensajero y ante una
enzima la RNA polimeraza, este proceso se llama trascripción .
El RNA mantiene una secuencia de nucleótidos complementaria de una de las
tiras de la doble hélice del DNA.
2.- Los aminoácidos son activados enzimas y transferidos a moléculas de
RNA
adaptadoras especificas también llamadas RNA de transferencia, cada
molécula de este, posee en un extremo un triplete de bases complementarias
de un triplete de bases en el RNA y en el otro extremo su aminoácido
especifico. El triplete de bases en el RNA se llama el codón para ese
aminoácido.
3.- El RNAm y el RNAt se reúnen en la superficie del ribosoma .
Conforme cada RNAt encuentra su triplete de nucleótidos complementario
en el RNAm, el aminoácido que transporta es unido por enlace peptídico
el aminoácido de la molécula de RNAt que se precede (vecino).
El ribosoma se mueve a lo largo del RNAm y crea el polipéptido de manera
secuencial hasta que la molécula entera de RNAm ha sido traducida la
secuencia correspondiente de aminoácidos . Este procese llamado

24. traducción se esquematiza así:
- EXONES.- Separados por los intrones son regiones codificadoras en los
genes eucarióticos.
DIFERENCIAS ENTRE RIBOSOMAS EUCARIÓTICOS Y
PROCARIÓTICOS.-
Los ribosomas eucarióticos son mas grandes, tienen coeficiente de
sedimentación de 80 S comparado con los procariotas que es de 70 S.
Las sub-unidades ribosómicas 40 S y 60 S eucariotas son mas que en las
procariotas que tienen 30 S y 50 S y los eucariotas son ricos en proteínas.
REGULACIÓN DE LA GENÉTICA.- En el RNAm es transportado
del núcleo al citoplasma para su traducción . Por el contrario con el RNA
procariótico la traducción se acopla a su síntesis y de ese acoplamiento
surge la atenuación esta terminación prematura de la trascripción del RNAm.

25. a partir de los genes biosinteticos.
La trascripción del DNA a RNAm comienza en el promotor, secuencia de DNA
que se une a la RNA polimeraza.