Este documento describe los principios de la genética bacteriana, incluyendo la transformación, que es el proceso por el cual una bacteria adquiere ADN exógeno de otra bacteria. Explica cómo Griffith y luego Avery descubrieron la transformación y que el ADN es el material genético. Detalla el mecanismo de la transformación en bacterias Gram positivas como S. pneumoniae y en bacterias Gram negativas como H. influenzae, así como la transformación artificial en el laboratorio.

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 16. Transferencia del material genético
1. Transformación
1.- Definición y descubrimiento
- Experiencia de Griffith
- Experiencias de Avery y colaboradores
2.- Características
- Estado de competencia
- Otras características
3.- Mecanismo de la transformación
- Transformación en bacterias Gram positivas
- Transformación en S. pneumoniae
- Características
- Etapas
- Transformación en bacterias Gram negativas
- Transformación en H. influenzae
- Características
- Etapas
4.- Transformación artificial

3. 1.- Definición y descubrimiento
Transformación: captación por una célula
receptora de DNA desnudo procedente de la
lisis de una célula donadora y que se encuentra
en el medio que lo rodea
Donador Receptor
DNA libre
Lisis celular recombinación
Variación hereditaria
Mecanismo natural de adquisión de material genético

4. Descubrimiento por Fred Griffith (1928)
Streptococcus Streptococcus
pneumoniae (cepa S) pneumoniae (cepa R)
Capsulada Mutantes sin cápsula
Infección NO Infección

5. Descubrimiento por Fred Griffith
Infección
Streptococcus
pneumoniae (cepa S)
NO Infección
Streptococcus
pneumoniae (cepa R)

6. Descubrimiento por Fred Griffith
Infección
NO Infección
S. pneumoniae (cepa S)
muertas por calor
S. pneumoniae (cepa S)
muertas por calor
+
S. pneumoniae (cepa R) vivas

7. Descubrimiento por Fred Griffith
Transformación
cepas NO virulentas virulentas

8. Experiencias de Avery y colaboradores
Avery MacLeod MacCarthy
¿Qué componente de los
neumococos virulentos muertos
por el calor es el responsable de
la transformación de Griffith?

9. Experiencias de Avery y colaboradores
Componentes de los extractos de neumococos

10. Experiencias de Avery y colaboradores
Avery MacLeod MacCarthy
El DNA es el principio transformador
de Griffith y es la molécula que
transporta la información genética

11. Watson y Crick, 1953
1962

12. Tema 16. Transferencia del material genético
1. Transformación
1.- Definición y descubrimiento
- Experiencia de Griffith
- Experiencias de Avery y colaboradores
2.- Características
- Estado de competencia
- Otras características
3.- Mecanismo de la transformación
- Transformación en bacterias Gram positivas
- Transformación en S. pneumoniae
- Características
- Etapas
- Tansformación en bacterias Gram negativas
- Transformación en H. influenzae
- Características
- Etapas
4.- Transformación artificial

13. 2. Características de la transformación
1. La Pared Celular de la célula receptora debe estar intacta
2. El fragmento de DNA donador debe tener un tamaño
determinado y ser de doble cadena.
3. Para cada evento de transformación basta la
interacción de una sola molécula de DNA con la célula
receptora.
4. El DNA que penetra en la célula receptora debe de
recombinarse para que se transmitan las características
a la descendencia.
5. La célula receptora debe ser competente.

14. Factores que influyen en el estado de competencia:
en estado competente
-número de células o densidad celular del cultivo
-fase de crecimiento
-existencia de nutrientes
-condiciones ambientales (pH, Tª, etc)

15. Tema 16. Transferencia del material genético
1. Transformación
1.- Definición y descubrimiento
- Experiencia de Griffith
- Experiencias de Avery y colaboradores
2.- Características
- Estado de competencia
- Otras características
3.- Mecanismo de la transformación
- Transformación en bacterias Gram positivas
- Transformación en S. pneumoniae
- Características
- Etapas
- Tansformación en bacterias Gram negativas
- Transformación en H. influenzae
- Características
- Etapas
4.- Transformación artificial

16. a) Transformación en bacterias Gram positivas
Modelo: Streptococcus pneumoniae
1. Fijación del DNA a la superficie celular
Alta densidad celular
Unión extremo 3’
-Proteína FAC
(factor de activación de la competencia)
Unión receptores superficie
-Síntesis de proteínas específicas
a) Autolisinas
b) Proteínas de unión al DNA
c) Nucleasa

17. a) Transformación en bacterias Gram positivas
1. Fijación del DNA a la superficie celular
2. Entrada del DNA
-Penetra cadena 3’ – 5’
- 5’ – 3’: Degradación (E)
DNAmc + proteínas específicas
Complejo de elipse

18. a) Transformación en bacterias Gram positivas
1. Fijación del DNA a la superficie celular
2. Entrada del DNA
3. Recombinación del DNA
DNA con homología recombinación
RecA
Recombinación homóloga o generalizada

19. Modelo de Fox

20. a) Transformación en bacterias Gram positivas
1. Fijación del DNA a la superficie celular
2. Entrada del DNA
3. Recombinación del DNA

21. b) Transformación en bacterias Gram negativas
Modelo: Haemophilus influenzae
1. Unión del DNA a la superficie celular
DNA + proteínas membrana externa
5´----AAGTGCGGTCA-----3´
Invaginaciones
transformosomas
Degradación de una cadena
(periplasma)
DNAmc
(citoplasma)

22. b) Transformación en bacterias Gram negativas
1. Unión del DNA a la superficie celular
2. Recombinación del DNA
DNA con homología recombinación
RecA
Recombinación homóloga o generalizada
Modelo de Fox

23. Transformación en bacterias Gram negativas y positivas

24. Tema 16. Transferencia del material genético
1. Transformación
1.- Definición y descubrimiento
- Experiencia de Griffith
- Experiencias de Avery y colaboradores
2.- Características
- Estado de competencia
- Otras características
3.- Mecanismo de la transformación
- Transformación en bacterias Gram positivas
- Transformación en S. pneumoniae
- Características
- Etapas
- Transformación en bacterias Gram negativas
- Transformación en H. influenzae
- Características
- Etapas
4.- Transformación artificial

25. 4.- Transformación artificial
Modelo experimentos Biología Molecular
Escherichia coli

26. Obtención células competentes bacterias GRAM NEGATIVAS
tratamiento con iones calcio y mantenimiento en frío
poros

27. Transformación en bacterias GRAM NEGATIVAS:
tratamiento con iones calcio y mantenimiento en frío
Transformación

28. Transformación artificial en bacterias GRAM POSITIVAS:
-Obtención de protoplastos Gram-positivas Protoplastos
1. Tratamiento con enzimas tipo lisozima o peptidasas Forma esférica
2. Inhibición de la síntesis de mureína (antibióticos, etc)

29. Electroporación
Pulsos eléctricos controlados
(milisegundos)

30. EJEMPLO DE UN EXPERIMENTO DE TRANSFORMACIÓN
Plásmido recombinante Célula competente
Célula transformada
Objeto: introducir en células competentes de
Escherichia coli, ADN plasmídico que codifique
resistencia a ampicilina

31. 4.- Transformación en la naturaleza
-Mecanismo natural de adquisión de material genético
Baja frecuencia:
- Fragmento de tamaño limitado (15 Kb)
- El exogenote tiene que:
-superar sistema modificación-restricción
-recombinarse
-expresarse