1. La transformación de bacterias a-b- con ADN procedente de una estirpe a+b+ origina 12.000 colonias transformadas. Si ambos genes están a una distancia de 0. 25 unidades, ¿cuántas de las colonias transformadas serán a-b+? R= 1500 COLONIAS 2. En un experimento de cotransducción entre los genes a y b realizado en dos laboratorios independientemente, se obtuvieron frecuencias de cotransducción de 0.82, en el laboratorio A, y de 0.53 en el B. ¿Qué laboratorio detecta mayor distancia entre ambos genes? R= El B 3. Al realizar varios experimentos de cotransducción, se cointrodujeron satisfactoriamente las siguientes combinaciones de genes: FHC, BEI, DBA, EG, GH. Indica el orden más probable de los genes A a I en este fragmento de cromosoma. R= ADBIEGHCF ó ADBIEGHFC 4. Strickberger, en 1968, obtuvo los siguientes resultados utilizando cepas de B. subtilis, para los loci triptófano (trp) y tirosina (tyr): ADN transformante Mezcla de trp+ tyrtrp+ tyr- y trp- tyr+ Cepa receptora trp- tyr- trp+ tyr+ Clases transformadas trp- tyr+ trp+ tyr+ trp+ tyrtrp- tyr- trp- tyr+ trp+ tyr+ Nº de colonias 190 256 2 196 328 367 Interpreta estos resultados y estima la distancia entre los dos loci. R= trp y tyr están ligados; p= 0.588 5. Realizamos dos cruces recíprocos con las cepas de E.coli: 1. A+B+C-D+EX A-B-C+D-E+ R estreptomicina estreptomicinaS 2. A+B+C-D+EestreptomicinaS X A-B-C+D-E+ estreptomicinaR Después de incubar, se inoculan sobre medio mínimo que contiene estreptomicina. El resultado es que el cruce 1 desarrolla colonias pero el cruce 2 no. Explicar. R= Cepa 2 donadora, 1 aceptora. No se transmite la resistencia. 6. Supón que el ADN de una cepa Hfr de E.coli tiene la siguiente ordenación de nucleótidos 5' AGCTAT 3' 3' TCGATA 5' Supón también que las células Hfr han crecido en un medio con C14y N15, de forma que su ADN es pesado. Se realizan cruzamientos de células Hfr con células F- sobre medio ordinario. En el cruzamiento la hebra inferior de ADN se transfiere desde su extremo 5'. a) ¿Cómo sería el segmento de la doble hélice en la célula donadora después de la replicación de ADN? Indica cuál es la hebra ligera (L) y cuál la pesada (H). b) Lo mismo para la célula receptora, asumiendo que se incorpora el total de la hebra. R= a) 5´- AGCTAT-3´ pesada b) 5´-AGCTAT-3´ ligera 7. Cierta cepa Hfr normalmente transmite el marcador lac+ el último durante la conjugación. En un cruce entre esta cepa y otra F-lac- se obtienen algunas células recombinantes lac+ demasiado pronto. Cuando estas células lac+ se mezclan con células F-lac- la mayoría de éstas se convierten en F+lac+, pero no se transfiere ningún otro marcador. Explícalo. ¿Qué puedes decir sobre el genotipo de las células recombinantes?. R= a) El factor F se ha liberado (Hfr--->F+). En la conjugación se transfiere el factor F' con el gen lac. 8. Se realiza un experimento de transformación utilizando dos cepas de Pneumococcus. La cepa A es estreptomicina resistente y la cepa B sensible. Se incuban células competentes de la cepa B con ADN de las células A. a) La célula receptora transformada, ¿será A o B? b) Cuando las células transformadas se dividan, ¿cómo serán los dos productos celulares respecto a la resistencia a la estreptomicina? c) ¿Cómo será su ADN respecto al de las células A y B? R= Si ser A representa resistencia, serán A b) ambos resistentes c) semejante a A (en las regiones de transformación). 9. En un experimento de transformación se utiliza una cepa a+b+ como donadora, y cepas doblemente defectuosas como receptoras (a-b-). Se originan tres tipos de transformantes: Tipo de célula transformada Nº de células transformadas a+b+ a-b+ a+b- 1300 310 190 a) Con estos datos, ¿puedes decir si los genes están ligados o no? ¿Por qué? b) ¿Cuál parece ser la distancia, en unidades de mapa, entre los dos genes? c) ¿Por qué las clases recombinantes aparecen con valores diferentes? R= a) ligados b)0.2778 c) preferencia en la complementación del gen b 10. Consideramos dos estirpes de una determinada especie bacteriana. La estirpe 1 es sensible a las drogas A, B, C y D, mientras que la estirpe 2, obtenida mediante 4 mutaciones independientes, es resistente a los cuatro productos. Al extraer el ADN de la estirpe 2 y transformar con él células competentes de la estirpe 1, se obtienen los siguientes tipos de siembras y número de colonias: DROGA A B C D AB COLONIAS 1235 1252 1260 1243 53 DROGA AC AD BC BD CD COLONIAS 643 956 54 57 835 DROGA ABC ABD ACD BCD ABCD COLONIAS 28 60 536 42 35 a) ¿Cuál de los cuatro genes no está ligado a los otros tres? b) ¿Cuál es la ordenación de los tres genes ligados? R= a) B b) ADC 11. Tenemos una cepa ala- pro- arg- trp- (ala: alanina; pro: prolina; arg: arginina; trp: triptófano), que es transformada con ADN procedente de otra cepa, y que es protótrofa para los aminoácidos considerados. El cultivo transformante se inocula en diferentes medios, obteniéndose los siguientes resultados: MEDIO Completo Medio mínimo (MM) MM+ala MM+pro MM+arg MM+trp MM+ala+pro MM+ala+arg COLONIAS 20.000 0 MEDIO MM+ala+trp MM+pro+arg COLONIAS 0 485 0 0 14 0 4 25 MM+pro+trp MM+arg+trp MM+ala+pro+arg MM+ala+pro+trp MM+ala+arg+trp MM+pro+arg+trp 0 340 1352 1358 1213 1234 a) ¿Qué genes están ligados? b) ¿Cuál es el orden de los que están ligados? c) ¿A qué distancia se encuentran? R= a) Ala, Pro y Trp b) Pro-Ala-Trp c) Ala-Pro: 0.84, Pro-Trp: 0.99, Ala-Trp:0.77. 12. En 1963, Nester y colaboradores realizaron un experimento con B. subtilis. En él utilizaban ADN transformante obtenido de cepas trp+ tyr+ his+ y bacterias receptoras auxótrofas para los tres compuestos (trp- tyr- his-). Los resultados que obtuvieron fueron: Tipo y número de colonias transformadas trp tyr hys + 685 + 418 + + 3660 + 2600 + + 107 + + 1180 + + + 11940 a) ¿Qué tipos de recombinación se producen en cada caso? b) ¿A qué distancia se encuentran los tres genes? c) ¿Pueden existir en procariotas fenómenos de interferencia similares a los de eucariotas? R= a) Trp-His-Tyr b)Trp-His:0.34, Trp-Tyr: 0.4, His-Tyr: 0.13 c) Trp--0.34--His--0.13--Tyr. I=.88 13. Doermann infectó células de E.coli con dos cepas del bacteriófago T4, una salvaje (+,+,+) y otra triple mutante (m,r,tu) donde 'm' significa placa pequeña, 'r' lisis rápida y 'tu' placa turbia. En la progenie se obtuvieron los siguientes resultados: GENOTIPO +,+,+ m,r,tu +,r,tu +,+,tu +,r,+ m,+,+ Nº DE PLACAS 1864 1732 237 483 86 260 m,+,tu m,r,+ 81 427 A partir de estos datos dibuja el mapa de ligamiento. R= m--0.128--r--0.208--tn 14. Se han aislado varias cepas mutantes zgalactosidasa. Se realizó un cruce entre una cepa Hfr (z1- Ade+ Ss) con una F- (z2Ade- Sr), donde Ade- significa que requiere adenina para crecer, y Ss o Sr sensibilidad o resistencia a la estreptomicina, respectivamente. Una hora después se diluyó la muestra y se colocó en un medio con estreptomicina. Muchas de las -galactosidasa. Sin embargo, en el cruce recíproco Hfr (z2- Ade+ Ss) x F-(z1- Adegalactosidasa. ¿Cuál es el orden de los marcadores respecto al locus Ade?. ¿Cuál es la función del marcador S? R= a) Ade-z2-z1 ; b) sirve para eliminar la cepa donadora y seleccionar sólo los Ade+ recombinantes. 15. Utilizando el fago transductante generalizado P22, crecido en un cultivo bacteriano pur+pro+his+ se infecta e incuba un cultivo pur-pro-his-. Luego, se seleccionan los transductantes para cada gen donador. En el experimento I se seleccionan los transductantes pur+, en el experimento II los pro+ y en el III los transductantes his+ a) qué medios hay que utilizar para estos experimentos de selección? b) cuando se observaron los transductantes en relación con la presencia de los marcadores donadores no seleccionados, se obtuvieron los siguientes resultados: I pro- his- 87% pro+ his- 0% pro- his+ 10% pro+ his+ 3% II pur- his- 43% pur+ his- 0% pur- his+ 55% pur+ his+ 2% III pur- pro- 21% pur+ pro- 15% pur- pro+ 60% pur+ pro+ 4% Cuál es el orden de los genes de la bacteria? c) Qué dos genes están más cercanos uno de otro? d) Con el orden de genes que has propuesto explica las proporciones relativas de los genotipos observados en el experimento II. R=a)ExpI: MM+pro+his; expII: MM+pur+his; expIII: MM+pur+pro; b) pur-his-pro: c) hispro los mas cercanos; d) pur-his-pro+ 2 sobrecruzamientos; pur+his-pro+ 4 sobrecruz.; pur-his+pro+ 2 sobrecruz.; pur+his+pro+ 2 sobrecruz. pero pur alejado (independiente). 16. En E.coli la capacidad de utilizar lactosa como fuente de carbono requiere la - galactósido permeasa. Los genes que codifican ambas enzimas (lacZ y lacY) están estrechamente ligados. Otro gen proC controla parcialmente la capacidad de las células de E.coli de sintetizar la prolina. Los alelos strs y strr controlan la sensibilidad y resistencia a la estreptomicina, respectivamente. Se sabe que la cepa HfrH transfiere los dos genes lac, proC y str, en este orden, durante la conjugación. Se hizo un cruce entre HfrH de genotipo lacZ-lacY+proC+strs y una F- de genotipo lacZ+lacY-proC-strr. Después de alrededor de 2 horas, la muestra se diluyó y sembró en una placa Petri con estreptomicina, pero no prolina. Cuando se probó la capacidad de esas colonias recombinantes proC+strr de crecer en un medio que contenía lactosa como única fuente de carbono, muy pocas colonias fueron capaces de fermentar la lactosa. Cuando se realizó el cruce recíproco, bastantes recombinantes proC+strr fueron capaces de crecer. ¿Cuál es el orden de los genes lacZ y lacY respecto a proC? ¿Para qué se utiliza el marcador str? R= orden: lacY, lacZ, proC; Str para eliminar las donadoras y seleccionar las conjugantes. 17. En un experimento se transformó con DNA de una cepa protótrofa (a+b+c+), una cepa auxótrofa para estos marcadores (a-b-c-). Se obtuvieron las siguientes clases transformantes: a+b-ca-b+ca+b+ca-b-c+ 180 150 210 179 a+b-c+ a-b+c+ a+b+c+ 2 1 3 ¿Qué conclusiones pueden extraerse acerca de las relaciones de ligamiento entre estos loci marcadores? R= el gen c es independiente de a y de b; frecuencia de recombinación entre a y b= 0.252 18. Cinco cepas Hfr (A,B,C,D,E), con los mismos alelos salvajes, se cruzan con una cepa F- que posee los correspondientes alelos recesivos. Usando la técnica de la interrupción de la conjugación, se comprueba que cada cepa Hfr transmite sus genes en una única secuencia y que ésta es diferente en cada cepa, tal como se indica a continuación: Cepa Hfr: A B C D mal+ ade+ pro+ pro+ strS his+ met+ gal+ ser+ gal+ xyl+ his+ ade+ pro+ mal+ ade+ his+ met+ strS ser+ E his+ gal+ pro+ met+ xyl+ a) ¿Cuál es la secuencia de estos genes en el cromosoma bacteriano? Sitúalos en el cromosoma bacteriano. b) Indica, para cada una de las cepas, qué marcador génico donador seleccionarías en los receptores tras la conjugación para obtener la máxima proporción de recombinantes que fuesen Hfr. R= a) b) cepa A: gal, cepa B: xyl; cepa C: ser; cepa D: str s; cepa E: mal 19. En un experimento de transducción generalizada, se obtuvieron fagos a partir de una cepa donadora de E. coli de genotipo cys+ leu+ thr+ que se utilizaron para transducir una receptora de genotipo cys- leu- thr-. Inicialmente la población receptora tratada es cultivada en un medio mínimo suplementado con treonina y leucina. Se obtienen muchas colonias. a. ¿Cuáles son los genotipos probables de esas colonias? b. Estas colonias son entonces replicadas (replica-platting) en tres medios diferentes: (1) mínimo más treonina sólo, (2) mínimo más leucina sólo, y (3) mínimo. ¿Qué genotipos pueden crecer, en teoría, en estos tres medios? c. Se observa que el 56% de las colonias originales crecen sólo en (1), el 5% crecen en (2) y no hay crecimiento en (3). ¿ Cuáles son los genotipos reales de las colonias sobre (1), (2) y (3)? d. Dibuja un mapa mostrando el orden de los genes y cuál de los genes de los extremos está mas cerca del gen del medio. R= a) cys+throleuo; b) 1: cys+leu+thro; 2: cys+leuothr+; 3: cys+leu+thr+; c)1: cys+leu+thr-; 2:cys+ leu-thr+; leu--cys-----thr 20. A partir de una cepa bacteriana prototrofa se obtuvo DNA que fue utilizado para transformar una cepa mutante incapaz de sintetizar las substancias A, B y C. El número de bacterias producidas en las diferentes clases transformadas se expresa a continuación: 5040 a+ b+ c+ 1260 a+ b- c+ 252 a- b+ c+ 504 a- b- c+ a) 504 a+ b- c840 a+ b+ c504 a- b+ c- ¿Cuál es el orden relativo en que están situados estos genes? b) Calcular la distancia entre ellos. R= a) El orden es BAC b) q(BA)= 0.3 y q(AC)= 0.25 y q(BC)= 0.37 21. De una cepa bacteriana de tipo salvaje se extrajo el DNA y se utilizó para trasformar una cepa mutante incapaz de sintetizar los aminoácidos prolina (pro), histidina (his) y arginina (arg). El número de colonias que se formaron de las distintas clases transformantes fueron: 7164 pro+ his+ arg+; 708 pro+ his- arg+, 63 pro- his+ arg+; 1560 pro- his- arg+; 2196 pro+ his+ arg-; 249 pro+ his- arg- y 411 pro- his+ arg-. a) ¿Cuál es la distancia de ligamiento que separa estos genes?; b) ¿Cuál es el orden de ligamiento? R= a) q(his,pro)= 0.13 y q(pro,arg)= 0.34 y q(his,arg)= 0.4 b) his pro arg 22. En un experimento de conjugación interrumpida con cuatro cepas Hfr, se encontró que cada una transfería distintos marcadores genéticos a la cepa F en los tiempos de interrupción que a continuación se señalan: Marcadores y tiempo en minutos cepa 1 phe 6 his 11 tio 33 azi 48 thr 49 cepa 2 mal 10 met 17 tia 22 thr 33 trp 57 cepa 3 arg 15 tim 21 met 32 thr 48 cepa 4 his 18 phe 23 arg 35 mal 45 tia 60 Construye un mapa genético que incluya todos estos marcadores y señala la distancia en minutos entre los pares de genes adyacentes. R= 6 3 2 14 4 4 15 1 11 5 7 4 6 6 phe his trp tio azi thr tia met mal tim arg 23. Mediante la técnica de apareamiento interrumpido se probaron 5 cepas Hfr para ver la secuencia con que transmitían cierto número de genes distintos a una cepa F-. Se encontró que cada cepa Hfr transmitía los genes según una secuencia única, como se presenta a continuación (en cada cepa sólo se contaron los 6 primeros genes transmitidos). Cepa Hfr 1 2 3 4 5 Orden 1 Q Y R O Q de 2 S G S P W trans- 3 R F Q R X misión 4 P O W S Y 5 O P X Q G 6 F R Y W F a) ¿Cuál es la secuencia génica en la cepa original a partir de la cuál se han derivado estas cepas Hfr? b) Establezca para cada una de estas cepas Hfr qué marcador genético dador seleccionaría en los receptores tras la conjugación para obtener la máxima proporción de recombinantes que fuesen Hfr? R= a) Y-X-W-Q-S-R-P-O-F-G b) cepa 1 W, cepa 2 X, cepa 3 P, cepa 4 F y cepa 5 S. 24. Utilizando el fago P1 de E. coli como partícula transductora de información genética desde una cepa donante trp A+ Sup C- pyr F+ a una cepa receptora trp Asup C+ pyr F-, se encontraron los siguientes resultados al seleccionar transducidas Sup C+: Sup C+ Trp A+ pyr F+ Sup C+ Trp A+ pyr FSup C+ Trp A- pyr F+ Sup C+ Trp A- pyr F- 36 114 0 453 Determinar el orden de estos tres marcadores y estimar la frecuencia de cotransducción. R= Orden SupC trpA pyrF y fr cotransducción SupC,trpA= 0.25; SupC,pyrF= 0.06 25. En una experiencia de transducción con el fago P1 se utilizaron los marcadores genéticos bacterianos a, b y c. Al seleccionar por un determinado marcador las bacterias transducidas, se observa cotransducción de los marcadores no seleccionados con diferentes frecuencias, cuyos valores se expresan a continuación: Marcador seleccionado Porcentaje de cotransducción con: a b c a - 53 3 c 3.52 0 - Determinar la posición relativa de estos marcadores en el cromosoma bacteriano. R= Posición relativa c a b ; Distancias 62 kb entre c y a y 17.5 entre a y b. 26. Para mapear tres loci en un cierto fago se cruzaron dos cepas de genotipos abc y a+b+c+, respectivamente, mediante la técnica de infección simultánea. De un total de 21200 calvas, se obtuvieron las siguientes clases recombinantes: a + + 300 a b + 615 a + c 89 + b c 318 + + c 595 + b + 56 A partir de estos datos se pide establecer el orden relativo de estos tres loci, las distancias entre ellos y el valor y significado de la interferencia. R= Orden a b c; dist a,b=3.6 y dist b,c=6.4. Interferencia -2.04 (múltiples entrecruzamientos, fenómeno poblacional). 27. En E.coli, cuatro cepas Hfr transfieren los siguientes marcadores genéticos, siguiendo el orden que se indica a continuación: Cepa 1: Cepa 2: Cepa 3: Cepa 4: QWDMT AXPTM BNCAX BQWDM Las cuatro cepas derivan de una misma cepa F+. ¿Cuál es el orden de estos marcadores en el cromosoma circular de la cepa F+ original? R= Q-W-D-M-T-P-X-A-C-N-B 28. En el cruzamiento Hfr x F-, se sabe que el primer marcador que entra es leu+, pero se desconoce el orden de los otros marcadores. Si la estirpe Hfr es silvestre y la Fes auxótrofa para todos los marcadores en cuestión, ¿cuál es el orden de los marcadores en un cruzamiento en que se seleccionan los recombinantes leu+, si el 27% son ile+, el 13% son mal+, el 82% son thr+ y el 1% son trp+? R= leu thr ile mal trp 29. Se realiza un cruzamiento entre una estirpe Hfr que es met+ thi+ pur+ y una F- que es met- thi- pur-. Los experimentos de conjugación interrumpida indican que met+ es el último marcador que entra, por lo que en, el fondo genético F-, los recombinantes met+ se seleccionan en un medio suplementado con los compuestos pur y thi. Se determina la presencia de los alelos thi+ y pur+ entre estos recombinantes met+ y se encuentran los siguientes números de individuos de cada genotipo. met+ thi+ pur+ met+ thi+ purmet+ thi- pur+ met+ thi- pur- 280 0 6 52 a) ¿Por qué se omitió la metionina en el medio selectivo? b) ¿Cuál es el orden de los genes? c) ¿Cuáles son las distancias entre los marcadores, en unidades de mapa? R=. a) Para poder obtener todos los recombinantes posibles met+; b) Orden met pur thi; c) dist met,pur=15.4 y dist pur,thi= 1.8 30. Compara el mecanismo de transferencia y de herencia de los genes lac+ en cruzamientos con estripes que sean Hfr, F+ y F'lac. ¿Cómo se comportaría una célula F- incapaz de recombinar (rec-) en cruzamientos con cada una de las tres estirpes? ¿Sería capaz la célula de heredar los genes lac+? R= Sólo son incapaces de incorporar los genes lac+ las células F- rec- en los cruzamientos con células Hfr y F+. 31. Se realiza un cruzamiento entre una estirpe Hfr arg+ bio+ leu+ y una estirpe F- argbio- leu-. Los experimentos de conjugación interrumpida indican que arg+ es el último marcador que entra en el receptor, de modo que los recombinantes arg+ pueden seleccionarse en un medio que contenga sólo bio y leu. Se determina la presencia de bio+ y leu+ en estos recombinantes y se encuentran los siguientes números de cada genotipo: arg+ bio+ leu+ arg+ bio+ leuarg+ bio- leu+ arg+ bio- leu- 320 8 0 48 a) ¿Cuál es el orden de los genes? b) ¿Cuáles son las distancia de mapa en unidades de recombinación? R= Orden arg bio leu; Distancias arg,bio= 12.8, bio,leu= 2.1 32. Se realiza un experimento de transformación con una estirpe donante resistente a cuatro drogas: A, B, C y D. El receptor es sensible a las cuatro drogas. La población de células receptoras tratada se divide y se siembra en placas de medios suplementados con varias combinaciones de las drogas. Los resultados fueron: Droga(s) Añadida(s) Número colonias A 1.156 C 1.161 AB 46 AD 942 BD 40 ABC 30 ACD 630 ABCD 30 de Droga(s) Añadida(s) Número colonias B 1.148 D 1.139 AC 640 BC 51 CD 786 ABD 42 BCD 36 de N=10.000 a) Uno de los genes está claramente alejado de los otros tres, los cuales parecen estar estrechamente ligados. ¿Cuál es el gen distante? b) ¿Cuál es el orden de los tres marcadores que están ligados? R= a) B es el gen distante; b) A D C. 33. Infectamos células de E.coli con dos cepas del virus T4. Una de las cepas es diminuta (m), de lisis rápida (r) y turbia (tu); la otra es silvestre para los tres marcadors. Se siembran y se clasifican los productos de la lisis. De 10.342 calvas, se encontraron los siguientes números para cada genotipo: m r tu +++ mr+ 3467 3729 853 m + tu m++ + r tu +r+ + + tu 162 520 474 172 965 (a) Determina la distancia de ligamiento entre entre estos genes, (b) ¿Cuál es el orden de los genes? (c) Determina el coeficiente de coincidencia y explica su significado. R= a) distancias m,r= 12.8 y r,tu= 19.9. b) Orden m r tu c) Coeficiente de coincidencia 1.26 (múltiples entrecruzamientos, fenómeno poblacional)