Tema genética bacteriana




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títuloTema genética bacteriana
fecha de publicación30.01.2016
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Tema 3. GENÉTICA BACTERIANA:
tomado de http://microral.wikispaces.com/3.+Gen%C3%A9tica+bacteriana.


INTRODUCCIÓN:
Cualquier organismo está determinado por su material genético y su interacción con el medio ambiente que selecciona,activa, reprime o cambia el material genético.(Esto es lo que hemos llamado en lase presion selectiva en la clase de la semana pasada)

Las bacterias poseen un genotipo que transmiten por herencia y un fenotipo que depende de las circustancias que les rodean.Las bacterias sufren variaciones en sus caracteres y son de dos tipos ; fenotípicas o adaptaciones y genotípicas ( mutaciones,fenómenos de transferencia, elementos transponibles, integrones).

El estudio de la genética bacteriana, atendiendo a los dos aspectos anteriores, permite entender mejor las funciones esenciales de su material genético y las caraterísticas que rigen su comportamiento, su capacidad de adaptación al medio ambiente, la expresión de mecanismos de virulencia que les permite colonizar, invadir, y dañar células eucariotas, y como consecuencia, el desarrollo de un gran espectro de enfermedades clínicas. 

VARIACIONES FENOTÍPICAS O ADAPTACIONES;
Concepto;



  • Se producen por la presión ambiental sobre las bacterias, pero no afecta al genoma.

  • Son de alta frecuencia. Afectan a toda la población bacteriana sometida a la modificación ambietal.

  • Son reversibles ; cuando cesa la causa,retornan al estado primitivo.

  • No son hereditarias, porque no se modifica el ADN.


Tipos



  • Morfológicas ; Bacilos cortos y móviles se convierten en bacilos largos e inmóviles debido al agotamiento de nutrientes).

  • Cromógenas.

  • Enzimáticas ; algunas bacterias producen enzimas en presencia de determinados sustratos, por ejmplo, penicinilasa en presencia de penicilina.

  • Patogénicas; Bacterias que producen toxinas según el ambiente en el que crecen.así Corynebacterium sólo lo hace si dispone de hierro en el medio..

  • Sensibilidad a antibióticos; hay bacterias que son sensibles en determinadas condiciones pero no lo serán en otras.

GENOTIPO BACTERIANO. VARIACIONES GENÉTICAS
Elementos Genéticos Esenciales;



  • El material genético bacteriano está formado por ADN, una molécula compuesta por unidas repetitivas de nucleótidos.

  • Este ADN conforma el genoma bacteriano, pero también posee elementos extracromosómicos como plásmidos, transposones e integrones.

  • Las dos funciones del material genético son replicación( duplicar su material genético para posterior herencia a su progenie) y expresión ( determina las carácterísticas observables, el fenotipo).

  • Poseen ARN de tranferencia y ribosomal también.


Características del genoma bacteriano:



  • El tamaño del genoma bacteriano es variable de una bacteria a otra.

  • La mayoria de las bacterias tienen un solo cromosoma circular con ADN de doble cadena.

  • Aunque hay bacterias con ADN lineal( Borrelia, Streptomices) y bacterias con ADN lineal y circular ( Agrobacterium).

  • El cromosoma es cientos de veces más largo que el diámetro de la célula,aún así se acomoda al citoplasma gracias al "superenrollamiento" que sufre.

  • Hay excepciones ,como el micoplasma, cuyo cromosoma es una cuarta parte del de otras bacterias.

  • Las bacterias son haploides, sólo poseen una copia de su cromosoma.


Expresíón del material genético:
Trancripción



  • Síntesis de ARN a partir de información del ADN.

  • Una hebra de ADN sirve como molde para la síntesis de ARN.

  • Los nucleotidos que conforman el ADN están distribuidos en CODONES, apartir de regiones iniciadoras del gen hasta llegar al codón de terminación.

  • Para iniciar la transcripción , debe de unirse la RNA polimerasa a la región promotora( pares de bases antes del codón de inicio).

  • Cada codón determina un aminoácido y la secuencia dentro de la proteina que se va a transducir.

Los genes pueden estar organizados de varias maneras;

  1. Operones ( grupos de uno o más genes estructurales).Se transcriben siempre que haya algo en el ambiente que "alerta" de su necesidad, con lo cual existen proteinas represoras y también inductoras que regulan estos genes.

  2. Islas de patogenicidad ( agrupación de genes de virulencia).

Traducción



  • Sintesis de proteinas a partir de ARNm que transporta la información codificada en genes.



Elementos extracromosómicos:
Plásmidos



  • Son unidades de información genética extra cromosómicos que codifican información no esencial para la viabilidad de la bacteria y que se replica de forma independiente del cromosoma.

  • Son DNA de doble cadena, circular, superenrollado.

  • Existen unos plásmidos conjugativos que están relacionados con los mecanismos de transferencia entre diferentes bacterias.

  • Los plásmidos se caracterizan por; su replicación autonoma, aportar genes para el metabolismo,virulencia, resistencia a antibiótico.

  • Algunos pueden incluirse en el genoma bacteriano ( episoma).

  • Muchas cualidades portadas por plásmidos tienen interés clínico;

La resistencia a antibióticos,la producción de toxinas,la sintesis de estructuras necesarias para la adhesión
o colonización.



  • Algunos plásmidos determinan resistencia antibiótica, se len deniminado "plásmidos R".

Bacterifagos.



  • Son elementos que pueden invadir bacterias y llevar material genético exatrcromosómico.

  • Son agentes infecciosos que se replican como parásitos intracelulares obligados dentro de las bacterias.

  • El genoma del fago codifica para funciones necesarias para su replicación intracelular, pero también codifican para la síntesis de las proteinas necesarias para el ensamblaje del fago.

  • El genoma del fago puede codificar para características bacterianas no relacionadas a su replicación, fenómeno conocido como CONVERSIÓN,el cual es responsable de algunas características de virulencia bacteriana como la producción de toxinas.

Transposones



  • Son secuencias de ADN que llevan información para una transposasa y en los extremos secuencias repetidas conocidas como de Inserción, y en medio de esta secuencia puede encontrarse la inserción de genes de virulencia ,como toxinas o genes de resistencia a antibióticos.

  • Éstos se pueden integrar en el cromosoma de las bacterias o insertarse en fagos.

Integrones



  • Son elementos de ADN móviles que pueden capturar genes de resistencia o virulencia , los cuales están en "casates" y como acarrean una integrasa, pueden introducirse en el cormosoma, los transposones y los plásmidos de bacterias; de esta manera , pueden replicarse y expresar la información que llevan.

    • RECUERDEN LAS SECUENCIAS DE INSERCIONQUE VIMOS EN CLASE


Intercambio y variabilidad genética:
La variabilidad genética es interesante desde el punto de vista de que muchas de estos cambios genéticos aportan resistencia a estas bacterias a ciertos medios, antibióticos.

Mutación ;cambio transmisible en el genoma bacteriano, que estransmisible.Estas mutaciones pueden ser puntuales y suficientes para dar lugar,por ejemplo, a una resistencia por el cambio en la transducción de un proteina. 
Pueden ser mutaciones de segmentos del DNA, sustituciones de nucleótidos, y microinserciones, o por el contrario provocar alteraciones en regiones más grandes( inserciones y delecciones).

Recordar que un sólo cambio de en un nucleótido lleva a la fabricación de un proteina totalmente distinta, con lo que cambios leves pueden conllevar importantes consecuencias.

Transferencia de genes
Movimiento de material genético entre bacterias.
Transmisión vertical; Una bacteria transmite sus información genética a traves de la división celular.
Transmisión horizontal;Transmisión de material genético de una bacteria a otra.
Mecanismos de transmisión horizontal; transformación, conjugación, y transducción.

TRANSFORMACIÓN;


  • Las bacterias se transmiten material genético através 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.


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).


TRANSDUCCIÓN


  • Transferencia de información genética de una célula a otra através de un virus.

  • Estos virus se denominan bacteriofagos 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.

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