La genética , disciplina de avance dinámico y rápido, constituye el uso del acido desorribonucleico (DNA), que es la substancia que contiene la información genética y mediante la cual se explica la herencia de caracteres de un organismo.

1. MICROBIOLOGIA II
GENETICA BACTERIANA
INTEGRANTES :
GABRIELA ALVAREZ
RONALD CAJAMARCA
YULIO LOOR
ISRAEL BERMEO

3. Genética Bacteriana
La genética , disciplina de avance dinámico y rápido, constituye el uso del
acido desorribonucleico (DNA), que es la substancia que contiene la
información genética y mediante la cual se explica la herencia de caracteres
de un organismo. El DNA encontrado en las células esta compuesto de dos
hileras complementarias de DNA enrollados helicoidalmente una alrededor
de la otra , por lo tanto se conoce con el nombre de doble hélice. Cada hilera
de DNA esta constituida por 4 nucleótidos : A (Adenina) , T (Timina), C
(Citosina), G (Guanina) ; donde A en una hélice siempre se une con T en la
hélice complementaria ; y G se une con C.

4. La Genética Moderna
La genética moderna ha sido capaz de explicar , en algunos casos la manera
como el DNA determina las características de un organismo , mantiene y
controla los procesos vitales de todas las células . En el primer paso la
expresión de DNA es la copia de varios segmentos de nucleótidos a lo largo
del DNA en los ácidos ribonucleicos . El RNA es muy similar al DNA ,
excepto que el RNA contiene 4 nucleótidos : A (Adenina) , U (Uracilo), C
(Citosina), G (Guanina) . El RNA que se encuentra en las células se divide
en tres clase :
• El RNA mensajero
• El RNA ribosomal
• El RNA de transferencia

5. El RNA mensajero
El RNA mensajero contiene la información para la síntesis de proteínas que
funcionan como componentes estructurales o como enzimas de la células .

6. El RNA ribosomal
El RNA ribosomal, es componente estructural de los ribosomas.

7. El RNA de transferencia
El RNA de transferencia , transporta los aminoácidos desde el citoplasma a
los ribosomas ,por lo tanto los tres tipos de RNA participan en la síntesis de
proteínas .
Los RNA y las proteínas producidas son importantes debido a que
determinan las características de las células y controlan sus procesos
vitales.

8. Replicación del DNA y su segregación en procariotas
• La molécula del DNA en bacterias generalmente se conoce con el
nombre de genoma . Es una molécula circular de doble hélice
que esta unida a la membrana citoplasmática .
• Cuando un genoma bacteriano se replica , cada una de sus hélices
es duplicada, cada hélice funciona como un templete o modelo
que especifica cual será el hélice complementaria .
• Durante la replicación del DNA las enzimas llamadas DNA
polimerasas recogen a los nucleótidos que son complementarios
al templete de DNA y se colocan en lugares adecuados .
• La hélice del DNA que sirve como modelo para la elaboración
del DNA complementario , frecuentemente se denomina
templete.

9. En la bacteria , la replicación del DNA se realiza en un sitio especifico del
mismo denominado origen . EL genoma se replica en ambas direcciones , de
tal manera que la replicación del DNA se encuentra al termino de la mitad
de la ruta del genoma circular. Cuando la replicación del DNA es
completada , cada genoma hijo consta de una hélice antigua y una nueva .
Este tipo de replicación del DNA se conoce como replicación
semiconservativa.

10. • Como los genomas hijos se cree que son segregados de uno a otro en la
bacteria .
• Las dos hélices originales del genoma aparentemente están unidos a
diferentes sitios de la membrana plasmática .
• A medida que la membrana crece entre los puntos de unión , los genomas
hijos se mueven a los polos de la célula .
• Cuando la membrana celular se invagina entre los genomas hijos , se
forman las dos nuevas células , que contienen genomas idénticos.

11. Síntesis en RNA en procariotres
Los procariotes y eucariotes sintetizan tres tipos de ácidos ribonucleicos :
RNA ribosomal (rRNA) , RNA de transferencia (tRNA) y el RNA
mensajero (mRNA)
• EL RNA ribosomal es un componente estructural de los ribosomas en las
bacterias , los RNA 5s y 23s se localizan en las subunidad ribosomal 50s
y contiene 34 proteínas , mientras que el RNA se encuentra en subunidad
30s que comprende 24 proteínas
• Existen de uno a seis diferentes tipos de RNA de transferencia para cada
uno de los veinte aminoácidos encontrados en las proteínas.
• Las moléculas de tRNA se unen mediante enlaces de hidrogeno a
tripletes de codones específicos en el mRNA. Estos RNA se forman a
partir de un numero diferente de moléculas precursoras , el precursor
puede tener muchos tRNA que son separados unos de otros por una
ruptura o clivaje enzimático.

12. Los mRNA determinan el orden en el cual los tRNA cargados (moléculas de
tRNA con aminoácidos covalentemente unidos) se unen a un complejo de
mRNA ribosomal
Los ribosomas catalizan la formación de uniones peptídicas entre
aminoácidos adyacentes .

13. Síntesis de proteínas en procariotes
La secuencia de aminoácidos en las proteínas esta determinada por la secuencia
de nucleótidos en el mRNA. La secuencia es leída en grupos de tres
nucleótidos por el tRNA con anti codones complementarios . Los ribosomas
promueven las uniones de hidrogeno codon-anticodon , y catalizan la
formación de enlaces covalente entre aminoácidos adyacentes unidos a los
tRNA , la polimerización de aminoácidos para formar proteínas es catalizada
por los ribosomas 70s , en los procariotes y 80s en los eucariotes
La síntesis de proteínas se divide en tres etapas :
•
Iniciación
•
Elongación
•
Terminación

14. * Iniciación.-Comienza cuando la subunidad ribosómica más pequeña se une a
la cadena de RNA más pequeña exponiendo su primer codón.
Se coloca en el primer sitio el tRNA. El primer codón siempre es AUG, el
primer anti codón siempre es UAC y el primer aminoácido es una metionina
Luego la subunidad grande se une a la subunidad pequeña, con el RNA
mensajero entre las dos subunidades y el primer tRNA (metionina)

15. * Elongación.-El segundo tRNA se coloca el segundo sitio A de la subunidad
ribosómica grande, el cual une su anti codón con el codón del mRNA para
formar un aminoácido llamado valina.

16. *Terminación.-La unión de aminoácidos mediante los enlaces peptídicos
continúan hasta que el ribosoma se encuentra.
Alcanza alguno de los tres codones de alto y las dos unidades que forman el
ribosoma se separan para que ocurra la síntesis de proteínas.

17. Bases moleculares para la transmisión de caracteres genéticos y
variabilidad observada en las diferentes especies
Una característica de todas las formas de vida , desde el punto de vista
genético , es la estabilidad general o semejanza en las características de
progenitores y descendientes . Las bacterias y otros protistas a pesar de sus
pequeñas dimensiones también transmiten características a sus
descendientes , el hecho de que se pueda identificar especies y aun cepas
bacterianas implica que ellas son capaces de transmitir la información
genética de generación en generación con gran exactitud .
La información genética debe ser exactamente replicada y pasada intacta a
las células hijas para que las especies puedan sobrevivir, si el DNA no es
exactamente replicado o si solamente una parte se replica una o ambas de
las células hijas pueden morir .
La secuencia de nucleótidos en el DNA determina la estructura del rRNA,
tRNA,mRNA y la multitud de proteínas requeridas para el mantenimiento y
multiplicación de todas las células vivientes

18. Existe una variabilidad o cambios que se expresan en las especies
biológicas, esto se debe a que la molécula de DNA no es estática , en efecto
para cualquier gen dado un de cada 10^7 tendrá un forma alterada del gen.
Los cambios observados están asociados a dos propiedades fundamentales
de las células llamadas :
• Genotipo
• Fenotipo

19. El Genotipo se refiere a la constitución genética de la célula y representa las
características potenciales capaces de ser heredadas
El Fenotipo es la expresión del genotipo en las propiedades observables en
la célula u organismo y representa las características expresadas

20. Es , posible que a veces , ocurran cambios fenotípicos debido a cambios en el medio
ya que los genotipos de las bacterias al igual que las células de los organismos
superiores llevan mucha información genética , el grado en cual esta información es
expresada depende el medio ambiente , por ejemplo :
•
Una bacteria anaerobia facultativa dará lugar a la formación de diferentes
productos finales del metabolismo dependiendo de la presencia o ausencia de
oxigeno durante su crecimiento , esto determina el tipo de enzimas que actúan .
En efecto , en un medio dado el conocimiento de los factores que regulan la
actividad genética constituye un aspecto muy importante para entender el
metabolismo celular .
Un cambio fenotípico no es heredado , sino que ocurre cuando algunas condiciones
del medio cambia , pero cuando las condiciones originales son restablecidas se
vuelve a tener el fenotipo original.
Existen variaciones permanentes que implican cambios genéticos impredecibles y
súbitos , frecuencia no anticipables , pero que afecta solo a algunas células de
cultivo .

21. La variación bacteriana que involucra material genético se explica por dos
mecanismos generales :
• Mutación
• Recombinación bacteriana

22. Mutación
Es cualquier cambio o alteración que sufra la estructura de un gen que da
por resultado un fenotipo morfológica o bioquímicamente alterado y que es
hereditarios.
• Una mutación ocurre cuando una bese es sustituida por otra o cuando es
añadida o suprimida una molécula de DNA puede ser alterada no
solamente por cambios en sus bases sino también por intercambio y
reordenamiento de algunas regiones.
• Una gran cantidad de mutaciones son debidas a las inestabilidades de las
bases de nucleótidos .
• Debido a que la cantidad de energía absorbida por el DNA esta
relacionada a la temperatura del medio acuoso , la velocidad de mutación
es directamente proporcional a la temperatura .

23. • Una célula u organismo el cual muestra los efectos de una mutación se
denomina MUTANTES los agentes causantes de las mutaciones se las
denomina MUTAGENOS.
• Algunas mutaciones se presentan como resultado de un daño causado por
luz ultravioleta , rayos X , rayos gamma y partículas de alta energía. Las
razones de mutaciones pueden ser aumentadas sustancialmente al
exponer un cultivo a tales radiaciones.

24. Efectos mutagenicos de varios químicos
Hay dos tipos principales :
•
El primero consta de compuesto que pueden reaccionar químicamente
con el DNA , dentro de estos tenemos el acido nitroso que consigue
penetrar en la célula y desaminar las bases , esta desaminación altera la
forma en la cual las bases se aparean y consecuentemente introducen
mutaciones dentro de la molécula hija de DNA durante la replicación de
esta .
•
El segundo consta de bases análogas que se parecen a los nucleótidos
normales de tal manera que son incorporados en el DNA (o RNA), las
bases análogas tales como 5-bromouracilo, frecuentemente sufre
desplazamiento tautomerico puede inducir mutaciones ya que muchas de
las bases análogas unidas por hidrogeno difieren de las bases que ellas
reemplazan , frecuentemente son usadas para inducir mutaciones en el
DNA.

25. Algunas bacterias poseen enzimas denominadas endo y exonucleasas que
portan un segmento dañado de DNA. DNA polimerasa remueve las
distorsiones y reemplaza los nucleótidos suprimidos , eventualmente una
DNA ligasa une los fragmentos provenientes de la acción de DNA
polimerasa
Muchas veces la reparación de DNA a su estado original por DNA
polimerasa no es perfecta debido a que produce errores, por tanto existiría
un numero permanentemente alto de mutaciones.

26. Tipo de bacterias mutantes
Debido a que todas las propiedades de las células vivientes están controladas
por genes , cualquier característica celular puede ser cambiada por mutación ,
una gran variedad de bacterias mutantes han sido aisladas y estudiadas
intensamente.
Tipos principales de mutantes:
 Los mutantes que exhiben un incremento en la tolerancia a agentes
inhibitorios particularmente antibióticos ( mutantes resistentes a drogas )
 Los mutantes que demuestran una incapacidad alterada de fermentación o
un aumento o disminución en la capacidad de producir algunos productos
finales.
 Mutantes que son nutricionalmente deficientes , lo que significa que ellos
requieren de un medio mas complejo para crecer que los cultivos originales
de los cuales provienen .
 Mutantes que demuestran un cambio en la estructura superficial y
composición de la célula microbiana ( mutantes antigénicos)

27.  Mutantes que exhiben cambios en las formas coloniales o capacidad
para producir pigmentos
 Mutante que resisten a la acción de bacteriófagos.
 Mutantes que exhiben algunos cambios en las características
morfológicas.

28. Recombinación bacteriana
Muchas bacterias han desarrollado mecanismos para crear un mayor variabilidad que la
que seria posible solamente a partir de mutaciones espontaneas , estos mecanismos que
dan lugar a variaciones permiten desarrollar características beneficiosas para dispersarse
a través de una población solamente en horas .
La recombinación bacteriana consiste en la formación de un nuevo genotipo entre dos
cromosomas diferentes los cuales tienen genes similares en los sitios correspondientes ,
estos se denominan cromosomas homólogos. La descendencia proveniente de la
recombinación posee combinaciones diferentes de genes de aquellos que están presentes
en sus progenitores.
La recombinación genética resulta a partir de tres mecanismos:
 Transformación
 Transducción
 Conjugación

29.  Trasformación: Las bacterias se transmiten material genético a través de
DNA libre en el medio, elementos episomiales.
La bacteria receptora tiene mecanismos para captar el DNA a través de sus
envolturas externas e introducirlo en su cromosoma.
Los genes intracrosomales se recombinan dando lugar a genes mosaico.

30.  Transducción: Transferencia de información genética de una célula
a otra a través de un virus
Estos virus se denominan bacteriófagos o fagos.
Penetran las membranas y la pared celular de la bacteria para inyectarle
su material genético.
Durante la replicación del fago, éste puede llevarse material genético de
la bacteria huesped, tanto plásmidos como material cromosómico.
Luego salen de la bacteria, e infectan a otras, a las cuales les transmite e
integran el DNA que llevan.

31.  Conjugación: Se produce cuando dos bacterias tienen contacto entre ellas
para intercambiar material genético.
Así se transmiten plásmidos, y otros elementos.
Durante la conjugación las bacterias donadoras poseen una estructura, conocida
como '' pili'' en gram negativos, lo cual hace contacto con la célula receptora.
Pasa una cadena de los plásmidos a la bacteria receptora quedando una en la
bacteria donadora.
Los plásmidos pueden adquirir genes de resistencia por conjugación
(transposones e integrones)

32. Caracteristicas atribuibles a los plásmidos:
Propiedades físicas .- los plásmidos son moléculas circulares con doble hebra de
DNA con su peso molecular de 4,8 a 10^7 su longitud es cercana al 2 % de la
longitud del cromosoma de la célula huesped .
Autoduplicación.- Ocurre mediante la unión de la membrana a un sitio especifico
y la segregación en células hijas diferentes en el momento de la división celular.
Autotransferencia.- Solo algunos bacilos gram-negativos pueden llevar a cabo su
transferencia por conjugación.

33. Procesos genéticos de conjugación:
Factor R .-Los plásmidos R son círculos de DNA de doble filamento, que codifican
caracteres como la resistencia a las drogas y otros; pueden transferir genes propios y
genes cromosómicos a otras bacterias. Estos son los que confieren la resistencia a
los antibióticos. Su modo de acción esta situado en los caracteres que codifica sus
genes. Estos caracteres son las proteínas, producto de la traducción de genes, que
dan las características propias de cada célula. No es que codifican a conciencia la
resistencia sino que por diferencias genéticas, codifican otras proteínas . Además la
naturaleza conjugativa del plásmido R tiene importancia en la rápida diseminación
de genes de resistencia a fármacos y antibióticos a través de poblaciones de
bacterias patógenas. Hay que tener en cuenta que los genes R no van a cambiar
siempre la estructura a favor de la bacteria, pues la alteración de rasgos vitales
supone un riesgo muy peligroso para la bacteria, que es la muerte de la misma. Aquí
es donde se puede aplicar el concepto de selección natural que supone que si el
microorganismo tiene una característica genotípica que hace que no se pueda
desarrollar en ese medio, terminará por eliminarse quedando aquellas que su
plásmido les permite vivir con la resistencia que adquirieron.

34. Factor F .-Son similares pero que no codifican genes de resistencia sino que son
un factor de fecundación que convierte a la célula que lo posee en donadora,
para conjugarse. Este plásmido es muy importante ya que es el que da las
características para saber cuál será el donador y que característica tendrá ese
donador. Los mismos están relacionados con la reproducción asexual de las
bacterias. Las bacterias que tienen este factor F en su citoplasma se consideran
donadoras o F+ y esta condición es transferible ya que el factor F puede pasarse
en la conjugación convirtiendo a la receptora en donadora. Otro aspecto
importante de este plásmidos es que se puede integrar en el cromosoma
bacteriano convirtiendo a la cepa en Hfr (alta frecuencia de recombinación) que
lo que hace es elevar la frecuencia con la que las bacterias se recombinan.

35. Bibliografía:
• Texto de microbiología/ Universidad Central del Ecuador. Quito. Copias.
1988. 414 p. ilus. ; BRAVO R., BLANCA E , Capitulo 5 Pág. 51 – 79
• http://www.slideshare.net/breid/recombinacin-genticabacteriana#btnPrevious
• http://www.curtisbiologia.com/node/1136