El documento resume los principales elementos genéticos de las bacterias. Estos incluyen el cromosoma bacteriano, que contiene la mayor parte del material genético y se replica de forma semiconservativa y bidireccional. También se describen los plásmidos y elementos genéticos transponibles, que pueden transferirse entre bacterias y contribuir a la resistencia a antibióticos. Finalmente, se explican los mecanismos de transferencia genética como la transformación, conjugación y transducción.

1. GENÉTICA
BACTERIANA
Prof. Claudia Guajardo Amador

2. • Elementos
• Cromosoma
geneticos
Bacteriano trasponibles
Material Genético
Procarionte
• Plasmidio DNA viral
(fago)

3. CROMOSOMA BACTERIANO
Molécula de ADN bicatenario circular
Contiene 1000 a 9000 kilobases (Kb)
Es una unidad de replicación. Tiene un
origen de replicación, genes que codifican
las proteínas necesarias para la
replicación

4. DNA Cromosomal
–DNA circular cerrado
–Superenrrollado.
–Presente en copia única

5. Species bp ‘genes’
• Haemophilus influenzae 1,830,137 1,743
• Campylobacter jejuni 1,641,481 1,708
• Mycobacterium tuberculosis 4,115,291 3,924
• Neisseria meningitidis 2,184,406 2,121
• Escherichia coli 4,639,221 4,288
Functions: 20% metabolism, 10% transport, 10% regulation
& replication, 5% structural, 5% protein synthesis

6. Replicación del cromosoma
bacteriano

7. Replicación del cromosoma
bacteriano
Es semiconservativa y bidireccional.
La pieza central es la DNA polimerasa. Actúa
por el agregado de desoxirribonucleótidos al
extremo 3’OH libre de una molécula cebadora o
primer.
La DNA polimerasa tiene una función correctora
de bases mal apareadas.
Durante la iniciación se alivia el
superenrollamiento por acción de la
topoisomerasa y las helicasas que separan las
cadenas complementarias.

8. Replicación del cromosoma
bacteriano
Una de las cadenas puede copiarse en
forma continua pero la otra debe hacerlo
en fragmentos.
Los fragmentos son luego unidos por la
ligasa.
Los cebadores de RNA son removidos y
los huecos son rellenados por la DNA
polimerasa I.

9. Enzimas de la Replicación
Topoisomerasa y Helicasas: alivian el superenrollamiento
y separan las cadenas complementarias.
DNA pol III : Síntesis de nueva cadena de DNA (incluye
actividad correctora)
DNA pol I: Remueve cebadores y rellena los huecos de
la cadena retrasada
Ligasa: Une los fragmentos de la cadena retrasada

10. ELEMENTOS
GENETICOS EXTRACROMOSOMALES
plásmidos
episomas

11. PLASMIDIOS

12. Plasmidio
• Elemento genético extracromosomal
• Estable, se replica en forma independeinte
del cromosoma
• Molécula de DNA circular, doble hebra
• Factores sexuales: pili sexual (F+)
• Factores de resistencia
• Factores de patogenicidad
Enterotoxinas
Enteroinvasivilidad
Hemolisinas
Bacteriocinas

13. PLASMIDOS
Moléculas de DNA de doble cadena circular
covalentemente cerradas
Llevan una pequeña parte de la información genética
que no es esencial para la vida e la bacteria
Tienen sus propios orígenes de replicación, se replican
en forma autónoma
Le confieren a las bacterias propiedades especiales
que pueden representar una ventaja con respecto a las
bacterias que no lo poseen. Ej. Resistencia a
antibióticos.
No son capaces de integrarse al cromosoma.

14. EPISOMAS
Un episoma es un plásmido capaz de existir
integrado o no integrado en el cromosoma
bacteriano.
Pueden replicarse en forma autónoma pero
también pueden integrarse al cromosoma
bacteriano y duplicarse junto con el resto de los
genes cromosómicos.
Un mismo elemento genético puede existir como
plásmido en una bacteria y como episoma en
otra.

15. Plásmidos
Plásmidos conjugativos: Se transfieren de una
bacteria a otra en forma autónoma.
Plásmidos movilizables: Son movilizados por
otro plásmido conjugativo con el cual se
cointegran.
Plásmidos relajados: Existen en múltiples
copias por célula.
Plásmidos restringidos: Una única copia o
pocas copias por célula
Plásmidos incompatibles: Dos plásmidos son
incompatibles cuando no pueden coexistir
establemente en una misma célula

16. Transferencia de
plásmidos
conjugativos entre
bacterias

17. Resistencia transmisible a drogas
Factor R
La resistencia a múltiples antibióticos se produce
por la adquisición de un elemento
extracromosómico conocido como factor de
resistencia o Factor R.
Muchos factores de resistencia de bacterias gram
negativas son plásmidos conjugativos.
El factor de resistencia tiene dos unidades
funcionales:
- Factor sexual o factor de transferencia de la
resistencia.
- Determinante-r: Confiere resistencia.

18. Elemento Genéticos Transponibles
• Segmento de DNA móvil, capaz de traslocarse en la misma célula
• Propiedades
– “Random” movement (MOVIMIENTO ALEATORIO)
– Not capable of self replication
– (SIN CAPACIDAD DE AUTOREPLICACIÓN)
– Transposition mediated by site-specific recombination
( TRANSPOSICIÓN MEDIADO POR UN SITIO ESPECÍFICO
DE RECOMBINACIÓN)
• Transposase
– Transposition may be accompanied by duplication
TRANSPOSICIÓN QUE PUEDE SER ACOMPAÑADO POR
DUPLICACIÓN

19. ELEMENTOS MOVILES o
TRANSPONIBLES
SECUENCIAS DE INSERCION (SI)
TRANSPOSONES (TN)

20. SECUENCIAS DE INSERCION
Las SI poseen entre 800 y 1400 pb, y son
los elementos transponibles más
sencillos.
Contienen solo los genes que codifican
las enzimas necesarias para su
transposición.
Presentan a ambos lados secuencias
terminales cortas repetidas e invertidas
(palindrómicas) de 10 a 40 pb.

21. TRANSPOSONES
Los transposones son secuencias de inserción que
contienen genes extra. (Ej. Resistencia a antibióticos)
Los llamados transposones compuestos se componen de
una región central que contiene los genes extra,
flanqueados a ambos lados por elementos SI, de
secuencia idéntica o muy similar.

22. Transposición de transposones
Los transposones son fragmentos discretos de DNA que tienen la
propiedad de “saltar” de una posición a otra dentro del cromosoma
o del cromosoma a un plásmido o viceversa.
Se trata de un proceso de transposición replicativa y
recombinación ilegítima.

23. Los TRANSPOSONES son de gran
importancia en la diseminación de la
resistencia a antibióticos
Contienen genes de resistencia a antibióticos y
desempeñan un papel fundamental en la generación de
plásmidos R.
Los plásmidos de múltiple resistencia a fármacos a menudo
se originan por acumulación de transposones en un único
plásmido.
Dado que los transposones se desplazan entre los
plásmidos y los cromosomas primarios los genes de
resistencia pueden intercambiarse produciendo una mayor
diseminación de la resistencia a antibióticos.

24. Reemplazo de una
secuencia de DNA
Homologa por una secuencia
homologa de un
genoma diferente
Inserción de DNA
Recombinación Ilegitima transponible
Integración o excision de
un fragmento de DNA
mediante recombinación
Sitio homologa de un sitio
específico, comprende unas
Específica pocos nucleótidos

25. TRANSFERENCIA DE MATERIAL
GENETICO
Las bacterias intercambian material
genético por tres mecanismos
fundamentales:
TRANSFORMACION
CONJUGACION
TRANSDUCCION

26. Transformación
• El ADN libre se incorpora
en una célula receptora, el
ADN es incorporado desde
el ambiente
• Aunque se descubrió en
bacterias, puede ocurrir en
células animales y
vegetales
• El ADN deriva de una
bacteria donadora a una
bacteria receptora, la cual
es llamada transformante
• descubierta en 1928 por
Fred Griffith al estudiar
Streptococcus pneumoniae

27. TRANSFORMACION

28. Conjugación
Intercambio de material
genético entre una
bacteria donadora y una
receptora mediada por
un pili sexual

29. CONJUGACION
La transferencia de genes es producida por el
contacto directo de las células dadora y
receptora mediado por el pili sexual.
Ei pili sexual está codificado por el factor de
fertilidad F, localizado en un episoma
El factor F puede existir en 3 estados:
Como episoma de replicación autónoma F+
Como parte integral del cromosoma Hfr
Como episoma que contiene pequeños
fragmentos del cromosoma F’

30. F+ F- Hfr F- F’ F-
F+ F+ Hfr F- F’ F’

31. Transducción La recombinación génica
ocurre mediada por un fago

32. TRANSDUCCION
Fenómeno por el que se transfiere un
fragmento de ADN de una bacteria a otra
por medio de un fago (ADN bicatenario).

33. Tipos de infección
Ciclo Ciclo
Lítico Lisogénico

34. CICLO LITICO Y LISOGENICO DE UN FAGO

35. 1.TRANSDUCCION GENERALIZADA

37. 2.TRANSDUCCION RESTRINGIDA O
ESPECIALIZADA

38. Los elementos móviles tienen
efecto mutagénico
Al insertarse en un gen interrumpen la
continuidad del código genético
Algunos transposones contienen codones
STOP, y pueden bloquear la traducción.
Otros pueden contener promotores, por lo
que activan genes cercanos al punto de
inserción.

39. GENOTIPO Y FENOTIPO
Genotipo es el conjunto de los caracteres
genéticos que la bacteria posee capaz de
transmitirse a la descendencia.
Fenotipo es el conjunto de caracteres
manifestados por interacción del genotipo
y el medio ambiente

40. Variaciones fenotípicas
Afectan a la mayoría de la población
Son reversibles
Las variaciones fenotípicas pueden ser:
Morfológicas
Cromógenas
Enzimáticas
Patogénicas

41. OPERON LACTOSA

42. Variaciones genotípicas
Mutaciones
Transferencia de material genético

43. MUTACIONES
Mutación es cualquier alteración
permanente en la secuencia de ADN
(cambio genotípico)
Son cambios hereditarios.
No necesariamente son irreversibles, ya
que existen mecanismos de reparación y
reversión.
Pueden ser espontáneas o inducidas por
agente mutágenos.

44. Mutaciones
Tipo Agente causal Consecuencias
Sustitución
Transición: pirimidina sustituida por Análogos de bases, radiación UV, Si se forma un codón sin sentido,
pirimidina o purina sustituida por agentes desaminantes, péptido trunco.
purina. alquilantes. Espontánea. Si se forma un codón de sentido
erróneo, proteína alterada.
Transversión: purina sustituida por Espontánea.
pirimidina o viceversa.
Deleción
Macrodeleción: supresión de un segmento HNO2, radiación, agentes Péptido trunco
grande de nucleótidos alquilantes.
Microdeleción o deleción puntual. HNO2, radiación, agentes Corrimiento del marco de lectura,
Supresión de 1 o dos nucleótidos alquilantes. que casi siempre da lugar a un
codón sin sentido y a un
péptido trunco.
Adición
Macroadición: inserción de un segmento Transposones o secuencias de Gen interrumpido que da lugar a un
grande de nucleótidos inserción producto trunco.
Microadición o adición puntual: Inserción Acridina Corrimiento del marco de lectura,
de 1 o 2 nucleótidos. que casi siempre da lugar a un
codón sin sentido y a un
péptido trunco.
Inversión Transposones o secuencias de Diversos efectos posibles
inserción

45. MUTACIONES

46. Mutagénesis inducida
Agentes Físicos:
Luz UV
Radiaciones de alta energía
Agentes Químicos:
Agentes que modifican las purinas o pirimidinas de
manera de provocar errores en el apareamiento de
bases.
Ej. Ácido nitroso y agentes alquilantes.
Agentes que interactúan con el DNA y su estructura
secundaria, promoviendo errores en la replicación.
Ej. Colorantes de acridina.
Análogos de bases que son incorporados en el DNA y
provocan errores de incorporación o de duplicación.

47. Reversión de mutaciones
Un organismo mutante puede recuperar su
fenotipo salvaje por una segunda mutación
denominada retromutación.
Puede ser una segunda mutación en el mismo
sitio afectado por la mutación primitiva
(retromutación verdadera) o en un sitio distinto
dentro del mismo gen o en otro (mutación
supresora).
Producen un cambio compensatorio que
restaura la actividad del producto génico
alterado.

48. BIBLIOGRAFIA
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Atlante. Segunda Edición. Año 2006.
Lewin B. Genes VII. Oxford University Press. Año 2000.
Sherris. Microbiología Médica. Ryan K. J., Ray C. G.
Editorial Mc Graw Hill. 4ta. Edición. Año 2005
Prescott L. M., Harley J. P., Klein D. A. Microbiología.
Editorial Mc Graw Hill - Interamericana. 4ta. Edición,
Año 1999.
Pumarola A. y cols. Microbiología y Parasitología
Médica. Ed. Masson-Salvat Medicina. Segunda Edición.
Año 1987.