Microbiología

Genética de bacterias y bacteriófagos
Microbiología
Bacterias salvajes
PROTOTRÓFICAS: sintetizan todos los
componentes orgánicos
(aminoácidos, nucleótidos, utilizan
azúcares, etc)
Bacterias mutantes
Auxotróficas
Consumo de sustrato
Resistencia a antibióticos
Morfológicas
mm: sales inorgánicas: iones Na, K, Mg, Ca, NH4
fuente de carbono y energía: glu, lac, gal
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Historia de la
transformación
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¿Cómo se vuelven competentes (receptivas)?
Transformación en Neisseria
gonorrheae
El estado de competencia es
permanente (a diferencia de
otras especies).
Tienen un sistema ad hoc para
liberar DNA donante.
El intercambio genético es tan
alto y frecuente que las
“poblaciones” se en cuentran en
equilibrio de H-W.
¿Es lo mismo que la
transfección artificial con
plásmidos?
- Simple cadena versus doble
cadena
- Receptores de membrana/pared
celular
- Recombinación homóloga versus
«recombinación» ilegítima
- E. coli no tiene transformación
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Conjugación
 Replicación convencional
Replicación factor F 
Plàsmido autotransmisible:
“Factor” F
OriT (se requiere en cis)
100 KB
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Aislamiento de mutantes Tra
Origen de Transferencia: OriT
Fago l suicida
Población de insertos al azar
Tn5
Actúa en cis
Es el sitio de clivaje y ciclización~300 bp
Plásmido transmisible
Plásmido
transmisible
Plásmido no transmisible
Genes Tra ~ 20 (se requieren
p/transferencia, actúan en trans
TraST (“entry exclusion”; impide ser
aceptoras a las bacterias F+)
Dadora Strs
Población de insertos al azar
Por qué transformación y no conjugación?
Aceptora StrR
Dtr (DNA transfer and replication)
Tra = mob
transformación
Contiene Relaxasa: “nickea al plásmido”
se une via Tyr (transesterificación)
Se transfiere con el ADN
Se transfiere una sola cadena
Tras transferencia vuelve a
circularizar el plásmido
conjugación
Mpf (mating pair formation)
Región oriT
Pilina forma el “pilus”
Transferencia de material genético entre reinos
Agrobacterium tumefaciens transfiere región T, del plásmido Ti a células de la raíz
Lo veremos en ing. Gen.
Mpf (Pilus)
Genes Vir
~
VirB2, VirD4
tra
Dtr
VirD2 (relaxasa, con NLS)
Transfiere también a otros eucariotas, hongos y mamíferos!!!
Similitud entre:
Sistemas de Secreción proteica de tipo IV (Type IV protein secretion systems)
Genes Tra
Genes Vir
Por ej: el sistema tipo IV de Legionella puede movilizar RSF1010 a baja frecuencia
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Transferencia de
genes bacterianos
Cepas Hfr (“High
frequency
recombination”)
Recuerden: El plásmido F tiene secuencias IS!!!
(lo veremos en la teórica de transposones)
Qué ocurre cuando el F recombinó en distinto lugar?
OriT en transposón
Puedo mapear otras bacterias!!!
No es común, pero el genoma de E
coli se transfiere en 100 min
Así se dieron cuenta que el genoma de E coli era circular!!!
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De la combinación de mapas hechos con
Hfr  Mapa circular
Mapeo fino por
recombinación
F-ducción o
sexducción:
Jacob y Monod y la
ingeniería genética in vivo
 Diploide parcial
(merozigota)
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Funciones de los Plásmidos
Dangerous liaison. Vancomycin resistance probably jumped from E. faecalis to S. aureus via a plasmid (black loop) carrying a transposon (red) that infested
the local plasmid (blue). CREDIT: C. SLAYDEN/SCIENCE, ADAPTED FROM L. WEIGEL
Transferencia horizontal
Tet=tetraciclina; cm= cloranfenicol;
kan=kanamicina; sm= sulfonamida;
amp=ampicilina; Hg= mercurio
Factor R Shigella (Disentería)
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Bacteriófagos
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Multiplicidad de infección
o MOI baja
Recombinación en virus
Recombinación
en virus
Rango de hospedantes
h+ infecta sólo E. coli B
h- infecta E. coli B y B2
Morfología de la placa
r+ pequeñas
r- grandes
Qué
multiplicidad
de infección
usarías?
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Transducción
generalizada
Lisis
y
Lisogenia
Algún gen del bacteriófago puede expresarse y dar una característica especial
a la célula hospedadora.
Ej.: Fago T12 que lisogeniza cepas de S. pyogenes y produce la escarlatina
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Transducción especializada (más detallado)
Fago lisógeno
Transducción
especializada
Lisogenia Lisis
Coinfección de
fagos normales y
recombinantes
Resultado: diploide parcial para el gen gal
Resultado: diploide parcial para el gen A
Uso del fago lambda
en ingeniería genética
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¿cómo se ensambla el genoma dentro de la cápside?
¿cómo se ensambla el genoma dentro de la cápside?
Círculo rodante
¿cómo se ensambla el genoma dentro de la cápside?
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SE EXPANDE LA EPIDEMIA
Bacteria E.coli (Reuters)
Sexo en Escherichia coli y las
enfermedades humanas
Ya son 35 los muertos
por la bacteria E.coli
en Alemania
En total suman más de 4.000 las
personas afectadas en distintos puntos
del país y muchos de ellos sufrirán las
secuelas de por vida.
Se baraja la hipótesis de que las
bacterias podrían haber llegado a través
de las plantas depuradoras de aguas
residuales.
Alemania culpa a los brotes de soja por la
epidemia sanitaria
11/06/11 Fueron cultivados en una granja
orgánica germana. Hasta ahora, Berlín
responsabilizaba a los pepinos españoles
por la infección con la bacteria Escherichia
Coli. La soja cuestionada es distinta al
cultivo transgénico exportado por Argentina.
¿Dónde estaba la E. coli culpable?
Infecciones intestinales
•E. coli enteropatógena
(ECEP)
• enterotoxigénica (ECET)
• enterohemorrágica (ECEH)
• etc
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…por
transducción…
…por
conjugación…
…por conjugación o
¿transformación?…
Proposed scheme of the origin of the new E. coli pathotype—EAHEC
E. coli O104:H4 possesses a Stx-phage typical for EHEC strains but is missing the
characteristic LEE island. In addition to the high overall genome sequence similarity to
EAEC strains, it harbors an AAF operon, which is a distinguishing feature for EAEC
strains. The German outbreak strain harbors a unique combination of EHEC and EAEC
genomic features
Influenza
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Wikipedia: U.S. Food and Drug Administration Description
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