Unidad 6:
Genética microbiana
Mutación
Es un cambio hereditario en la secuencia de bases del
ácido nucléico que constituye el genoma de un
organismo
Un "mutante"es una cepa que
ha sufrido una mutación
Un «mutante» difiere de su
cepa parental (original) en:
Genotipo
Conjunto de genes de un organismo
Se designa con 3 letras minúsculas, seguidas de una
mayúscula (refiriéndose a un GEN) en cursiva
Fenotipo
Conjunto de características
observables de un organismo
Se designa con una letra mayúscula
seguida de dos letras minúsculas
Con un signo (+) o (-) para indicar
la presencia o ausencia de una propiedad
His+ Es capaz de
sintetizar su propia histidina
His- No es capaz de
sintetizar su propia histidina
Alistamiento
de mutantes
Mutaciones seleccionables
Confieren algún tipo de ventaja
al organismo que la posee
Ej. Resistencia a antibióticos
Mutaciones NO seleccionables
No tienen por lo general
ventajas o desventajas
Ej. Pérdida de color de un
organismo pigmentado
Rastreo y selección
de mutantes
Rastreo o
"screening"
Es el proceso de detección de
mutaciones mediante la examinación de
un gran número de colonias (individuos)
Buscando las "diferentes"
Mutantes
seleccionables
Ventaja bajo ciertas condiciones ambientales
Relativamente fácil de seleccionar si se
seleccionan las condiciones ambientales
adecuadas
Mutantes no
seleccionables
Rastreo de grandes poblaciones de organismos
Los fenotipos mutados no siempre son fáciles
de reconocer
Métodos de
rastreo de mutantes
Réplica en placa
Para ciertos tipos de mutaciones (seleccionables)
este método permite el rastreo de un gran número
de colonias
Mutantes nutricionales
Auxótrofos
Protótrofos
Mutantes resistentes a antibióticos
Tipos de
mutaciones
Se le llama mutación a cambios en la secuencia de bases del
material genético de un organismo (GENOTIPO)
Estos cambios
pueden resultar:
Perjudiciales
Neutros
Benéficos
Mutaciones
puntuales
Implican UN PAR DE BASES
(o unos pocos pares)
Estos pueden ser:
Micro-inserciones
Micro-deleciones
Sustituciones de pares de bases
Mutaciones por
desfase de lectura
El código genético se lee en
bloques de 3 bases → Codones
Cualquier deleción o inserción de un par
de bases origina un desfase en el marco de lectura
Se altera la traducción del gen
Reversiones
(mutaciones hacia atrás)
Se le llama "reversible" a una cepa en
la que se ha restaurado el fenotipo
silvestre (original)
Revertiente de un mismo sitio
Revertiente de segundo sitio
Mutaciones supresoras: una nueva mutación que
compensa el efecto de una mutación original
Mutaciones en muchos
pares de bases
Deleciones
Se elimina una región del ADN
Pérdida de varios cientos o
miles pares de bases
Pérdida total de la función del gen
Sí se trata de genes esenciales,
la mutación es letal
No son restauradas por otras mutaciones,
sino por recombinación genética
Inserciones
Se insertan grandes cantidades de pares de bases
Se deben
principalmente a:
Errores en la recombinación genética
Adquisición de
«secuencias de inserción»
Secuencias específicas de
ADN identificables (700-1400 pb)
Las inserciones inactivan el gen en el que ocurren
Translocaciones
Largos fragmentos de ADN cromosómico se mueven
a una localización diferente (otro cromosoma)
Inversiones
Se invierte la orientación de un segmento de ADN
Efectos de la
mutación
Mutación silenciosa
El cambio en un par de bases, da un nuevo
codón que codifica para el mismo
aminoácido
Mutación sin sentido
El cambio en un par de bases, da un nuevo
codón que codifica para "STOP"
Mutación por cambio
de sentido
El cambio en un par de bases, da un nuevo
codón que codifica para un aminoácido
con características distintas
Velocidad de
mutación
Errores en la
replicación del ADN
UNO por cada 10(7)-10(11) pb
NO todas las mutaciones
ocurren con la misma frecuencia
Transposición (más frecuente)
Sin sentido (poco frecuente-
menos codones sin sentido)
Secuencias de ADN
«hot spots» para mutaciones
Mayor error de la ADN polimerasa
La velocidad de mutación en genomas de ARN es
unas 1000 veces mayor que en genomas de ADN
(¡ojo VIRUS!)
MUTAGÉNESIS
Mutágenos
Son agentes que incrementan la velocidad
de mutación / inducen mutaciones
La frecuencia de mutaciones
"espontaneas" es muy baja
Mutaciones inducidas
Agentes químicos
Agentes Físicos
Agentes Biológicos
Tipos
Análogos
de bases
Se parecen estructuralmente a las bases
púricas y pirimídicas del ADN,
pero no se aparean correctamente
Actúan durante la replicación
Agentes
alquilantes
Reaccionan directamente con las bases
del ADN (alquilandolas)
nducen mutaciones con mayor
frecuencia que los análogos de bases
Actúan en cualquier momento,
independientemente de la
replicación
Agentes
intercalantes
Se insertan (intercalan) entre dos
pares de bases del ADN,
separándolas entre sí
Radiaciones
Podemos dividir a la radiación
mutagénica en dos
categorías principales:
Ionizante
RayosX,rayosgamma
Causan ionización del
agua(radicales OH-)
Radicales libres- Reaccionan
e inactivan macromoléculas
No ionizante
(electromagnética)
Luz UV
Absorben ADN, ARN
(absorben 260 nm)
Inducción de dímeros
de pirimidinas
Proteínas
(absorben 280 nm)
Mutagénesis
dirigida
Distinto a las mutaciones consideradas,
que pueden ocurrir "al azar"
El la mutagénesis
dirigida:
Inducción de
mutaciones específicas
En genes específicos
Uso de tecnologías de ADN
recombinante y ADN sintético
TRANSFERENCIA
HORIZONTAL DE GENES
Los procariotas no se
reproducen sexualmente
Tienen mecanismos de intercambio
genético que permiten
la transferencia y recombinación de genes
Surgen nuevas combinaciones de genes
Funciones nuevas
Adaptación a cambios ambientales
Procesos naturales por los que las
bacterias intercambian material genético
Transformación
Es un proceso por el que ADN libre
(de un donador) se incorpora en una célula
receptora y hay un intercambio genético
Células competentes
En un único suceso de transformación
sólo se puede transferir de una célula
a otra una pequeña cantidad de genes
Una célula que es capaz de tomar
una molécula de ADN y ser transformada
No todas las células son competentes
Es una propiedad
determinada genéticamente
Competencia inducida
artificialmente
Iones calcio + frio /electroporación
Ingeniería genética
Transducción
El ADN se transfiere de una célula a otra
mediante un virus
Puede ocurrir
de dos maneras:
Transducción generalizada
El ADN de cualquier región del cromosoma del huésped pasa a formar parte del ADN de la partícula madura del virus en lugar del genoma del virus
Transducción especializada
El ADN de una región específica del cromosoma del huésped se integra en el genoma del virus, reemplazando sólo algunos genes del virus
Conjugación
Se da una transferencia de
ADN a través de un pili en su
estructura