1) Varios investigadores están comentando la

Licenciatura en Bioquímica. Curso 2008-2009. Genética microbiana.
21 de Enero de 2008.
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Contesta cada pregunta en los espacios reservados, utilizando letra clara escrita con tinta (no
a lápiz). No utilices abreviaturas. Puedes emplear los reversos de cada hoja como borrador.
No desgrapes el examen.
1) ¿Qué bacteriófago elegirías para realizar un análisis genético de la sensibilidad de
Escherichia coli a la infección por fagos: lambda, P22 ó T4? Razona la respuesta indicando
las posibles ventajas y desventajas de cada uno de esos organismos para realizar ese estudio
en concreto. (3 puntos)
P22 es una pésima opción, al ser un fago de Salmonella, no de E. coli.
Lambda es un fago con capacidad para hacer lisogenia, lo que dificultaría por ejmplo la
selección de mutantes de E. Coli resistentes al fago; una colonia no lisada lo podría ser por
verdadera resistencia a la infección o por lisogenia de lambda.
T4, por le contrario, es u fago que solo tienen ciclo lítico, siendo por tanto un buen
instrumento para el análisis genético que se quiere realizar.
2) Disponemos de las siguientes estirpes bacterianas:
 una cepa A de Klebsiella pneumoniae sin plásmidos conjugativos, que posee insertado en su
cromosoma un transposón Tn5 que le confiere resitencia a la kanamicina.
 una cepa B de Salmonella typhimurium, sensible a la kanamicina, que porta un plásmido
conjugativo con un marcador de resistencia a la ampicilina.
 una cepa C de Escherichia coli, sensible a la ampicilina y a la kanamicina, sin plásmidos
conjugativos .
Tras realizar un cultivo mixto con las tres estirpes, se aíslan colonias de E. coli resistentes a la
kanamicina, observándose que todos ellas son a su vez resistentes a la ampicilina. Por el
contrario, cuando se aíslan colonias de E. coli resistentes a la ampicilina, solo una proporción
muy reducida de ellas es a su vez resistente a la kanamicina. Ofrece una explicación razonada
para este fenómeno.(5 puntos).
C puede adquirir la resistencia a ampicilina desde B, mediante conjugación. Para que C
adquiera la resistencia a kanamicina debe recibir el transposón Tn5, pero éste sólo puede
transferirse desde A a C utilizando el plásmido conjugativo presente en B, que porta el gen
de resistencia a ampicilina. El proceso sería el siguiente:
1) B conjuga con A transfiriéndole a ésta el plásmido conjugativo
2) Tn5 se transpone desde el cromosoma de A al plásmido conjugativo que
ésta ha recibido de B
3) El plásmido conjugativo, portando a Tn5, se transfiere de B a C
3) Disponemos de las secuencias completas del genoma de 5 microorganismos bacterianos que
están encuadrados en el mismo género, de acuerdo a la taxonomía clásica. Una de ellas (cepa
A) presenta el gen mmcA, que codifica un transportador de Fe2+; las otras cuatro estirpes no
poseen nada parecido en su genoma. Comparamos la secuencia de mmcA con las bases de
datos genómicas y encontramos genes muy parecidos a mmcA en un amplio conjunto de
taxones eubacterianos. Algunos de estos taxones son cercanos evolutivamente a nuestras
bacterias y otros no.
a) Con estos datos ¿puedes afirmar que mmcA llegó a la cepa A por transferencia
horizontal? ¿O podría haberse perdido en las otras cuatro estirpes en un punto de la
evolución posterior a su separación de A? Argumenta la respuesta. (3 puntos).
Con los datos disponibles ambas opciones son posibles. El gen mmcA está ampliamente
distribuido en el reino eubacteriano, pero no en todas las especies. Debe conferir una
ventaja selectiva en algunos ambientes, pero no es esencial. Puede por tanto haberse
perdido en la línea evolutiva que conduce a estas cinco especies y haber entrado
posteriormente en una de ellas por transferencia horizontal. Pero también puede haber
estado presente en el organismo que dio lugar a este género y haberse perdido
posteriormente durante el proceso de especiación del mismo.
b) ¿Cómo investigarías esas hipótesis? (3 puntos).
Debemos establecer en primer lugar las relaciones de parentesco filogenético existentes
entre las cinco especies utilizando por ejemplo los genes que codifican sus RNA
ribosómicos. Si las cuatro especies que carecen de mmcA muestran claramente un
parentesco más próximo entre sí que cualquiera de ellas con la especie que contiene mmcA,
ello apoyaría la hipótesis de la pérdida selectiva. Quedaría aún más reforzado si
encontrásemos en las bases de datos otras especies dentro de ese género, o en géneros
próximos que también contengan mmcA.
Debemos a su vez estudiar la secuencia de mmcA en relación con el resto de los genes
presentes en la especie que lo contiene. Debe compararse su contenido en G+C con el
promedio del organismo, especialmente en las bases situadas en la tercera posición de los
codones, ya que estas tienden a adaptarse con más rapidez al G+C promedio de cada
organismo. Si encontrásemos diferencias significativas, ello apoyaría que el gen ha entrado
por transferencia horizontal en un pasado evolutivo reciente.
Podemos asímismo comparar los genes situados en la cercanía de mmcA. Buscar en las
bases de datos dónde se encuentra mmcA dentro del genoma de otras bacterias próximas
taxonómicamnete a la nuestra. Si el contexto genómico es similar, ello iría contra un
fenómeno de transferencia horizontal reciente.
4) Disponemos de una estirpe diploide de Saccharomyces cerevisiae, con fenotipo silvestre, que
porta dos alelos recesivos en sendos genes. Procedemos a su esporulación,
micromanipulamos 20 tétradas y observamos su germinación. Sólo en 3 de las tétradas todas
las esporas germinan. En 13 casos sólo germinan 3 de las esporas y en las otras 4 tétradas
germinan únicamente 2 de las esporas. A las colonias procedentes de las esporas germinadas
se les comprueba su capacidad para crecer a 37ºC. En el caso de las tétradas que germinaron
al completo, todas las esporas son termosensibles (no crecen a 37ºC). En el caso de las 13
tétradas que produjeron 3 esporas viables, dos de ellas son termosensibles. Y en el caso de
las 4 tétradas con sólo dos esporas viables, ninguna de ellas son termosensibles.
a) ¿Cúantos de los alelos recesivos crees que confieren termosensibilidad? ¿uno, dos o
ninguno? Argumenta la respuesta (3 puntos)
Los dos confieren termosensibilidad. De otro modo sería imposible que obtuvieramos
tétradas con sus cuatro productos meióticos termosensibles, ya que cada alelo se hereda
como máximo en dos de las cuatro esporas.
b) ¿Qué tipo de interacción genética se da entre ellos? Argumenta la respuesta (3
puntos)
Estos alelos son letales sintéticos, ya que nunca se obtienen tétradas con cuatro productos
meióticos viabes y sólo dos de ellos termosensibles. Eso sería lo esperable si la combinación
de ambos alelos en un haploide fuera viable.
5) Comenta alguno de los artículos científicos que hemos discutido en clase a lo largo del curso,
resaltando su contribución al avance de la Genética microbiana (5 puntos)