Este documento describe tres tipos principales de recombinación genética en bacterias: recombinación homóloga generalizada, recombinación específica de sitio, y transposición. La recombinación homóloga implica el intercambio de ADN entre secuencias similares mediado por la proteína RecA, mientras que la recombinación específica de sitio ocurre entre secuencias idénticas cortas sin involucrar a RecA. La transposición implica el movimiento de un gen a un nuevo lugar en el cromosoma mediado por elementos transponibles como las transposasas

1. BLOQUE III. MICROORGANISMOS PROCARIOTICOS
III.C. GENÉTICA BACTERIANA
Tema 14. Principios de Genética Bacteriana.
Variaciones Bacterianas. Mutaciones.
Tema 15. Recombinación.
Tema 16. Transferencia de material genético en bacterias:
Transformación. Conjugación. Transducción.
Tema 17. Ingeniería genética. Técnicas y Aplicaciones.

2. Tema 15. Recombinación.
1. Introducción
1.1. Concepto y características de la recombinación
1.2. Enumeración de los procesos implicados en la
transferencia de material genético
2. Tipos de Recombinación
3. Sistema de restricción-modificación

3. 1.1. Concepto y características de la recombinación
Proceso por el cual elementos genéticos de
dos genomas independientes se unen en un
solo genóforo
eucariotas
Reproducción sexual
bacterias
Transferencia de material genético
Transformación
Conjugación
Transducción
Recombinación y mutaciones:
Variabilidad genética

4. Transformación
Transfección (ADN viral)
Transducción
Conjugación
Contacto directo

5. Características de los procesos de transferencia
de material genético
1. Polaridad (donador y receptor)
2. Material genético endogenote (receptor) y exogenote (donador)
3. El material genético transferido debe integrarse por recombinación
(excepto plásmidos)
4. Diploidia temporal e incompleta (célula merozigoto)
5. El exogenote en la célula:
-Se integra (homología)
-Persiste y se replica diploidia parcial (plásmidos)
-Persiste y no se replica
-Es destruido por los sistemas de restricción

6. 2. Tipos de Recombinación
a) Recombinación homóloga o generalizada
b) Recombinación específica de sitio
c) Transposición

7. a) Recombinación homóloga o generalizada
Intercambio de DNA entre dos zonas homólogas con
secuencias parecidas pero no idénticas de dos
elementos genéticos distintos
Proteína RecA

8. Modelo molecular de Holliday
Alineamiento
A B
ADN donador
ADN receptor
a b
Endonucleasa
hace muesca en el DNA
Helicasa
ADN donador
Proteínas de unión
a cadena sencilla
ADN donador
Polimerasas
ADN receptor Ligasas
Proteína recA
Invasión de Estructura de Holliday
banda
Formación de heteroduplex

9. Modelo molecular de Holliday
Alineamiento
A B
ADN donador
ADN receptor A B A b
a b
Endonucleasa
hace muesca en el DNA
Helicasa
a b a B
ADN donador
Proteínas de unión
a cadena sencilla
ADN donador - Nucleasas cortan
formando recombinates
ADN receptor - Ligasas unen los
fragmentos
Invasión de
banda
Estructura de Holliday
Formación de heteroduplex

10. Recombinación generalizada
Rotación 180º

11. Recombinación generalizada
Rotación 180º

12. b) Recombinación
específica de sitio
- Entre secuencias idénticas
(sitios de fijación “att”)
- No interviene RecA

13. b) Recombinación
específica de sitio Fago lambda
- Entre secuencias idénticas
(sitios de fijación “att”)
- No interviene RecA
Escherichia coli
Integrasa
(int)

14. Recombinación específica de sitio
ATAT
λ
Fago lambda A TAT
TATA
Integrasa TAT A
integrasa
(int)
ATAT A TAT
E.coli
TATA TAT A
ATAT ATAT
TATA TATA

15. Recombinación específica de sitio
Fago (profago)
Bacteria lisogénica

16. Recombinación específica de sitio

17. c) Transposición Secuencia de inserción (IS)
Un gen se mueve a otro
lugar gracias a elementos transposasa
transponibles
Transposón
-Baja frecuencia 10-5 a 10-7
-No ocurre entre secuencias homólogas
-No usa sistema de recombinación general
-No interviene la proteína RecA

18. transposasa
Reconoce y corta en secuencias diana específicas
Inserción del transposón
Rellena los huecos y liga
Secuencias repetidas

19. Transposición Replicativa
Recombinación
entre los
Plásmido que transposones.
Secuencia diana Separación en
contiene un
transposón dos moléculas
Formación de
circulares
cointegrado
Resolución del Transposón
cointegrado original Secuencia diana
con el transposón
inserto

20. 3.- Sistema de restricción-modificación
-Limita la transferencia de material genético
-Barrera frente ADN extraño
Endonucleasas de restricción, restrictasas o enzimas de restricción
Arber, 1968
Reconocen secuencias específicas y simétricas y cortan ambas cadenas
Tipo I Tipo II
Cortan en puntos Cortan en la secuencia
próximos a la secuencia Ej: EcoRI
Ej: EcoK, EcoB
Ingeniería genética

21. Enzimas de restricción tipo II
Simetría binaria
Secuencias palindrómicas
Extremos cohesivos

22. Enzimas de restricción tipo II
Simetría binaria
Secuencias palindrómicas
Extremos romos
Extremos cohesivos

23. Sistemas de modificación
-Protección del propio ADN de la acción de endonucleasas por metilación
(replicación)
Metilasa
Enzima de restricción enzima de modificación
Ej: EcoRI EcoRI metilasa

24. Resumen Homología Proteína Lugar
Cromosoma
Ejemplo
General Extensa RecA Cualquier sitio General
Homóloga
Específica de Corta No RecA Sitio Integración de
sitio específico fagos
Transposición Ninguna Transposasa Cualquier sitio transposición