Replicación Genética en Bacterias: Mecanismos de Recombinación y Transferencia de Genes, Diapositivas de Microbiología

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Replicación Genética, Mecanismo

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Mecanismo de Transferencia de

Genes

REPLICACIÓN GENETICA EN PROCARIONTES

Se denomina replicón a cada unidad de replicación del ADN que contiene todos los elementos requeridos para regular este proceso. El cromosoma bacteriano se replica a partir de un único origen que se mueve linealmente hasta completar la duplicación total de la molécula, por lo que constituye un replicón. La replicación puede ser unidireccional (plásmidos) o bidireccional (cromosomas), según se formen una o dos horquillas en el origen.

 (^) ARN polimerasa  (^) Helicasa  (^) Topoisomerasa  (^) Ligasa  (^) Primasas  (^) Proteinas SSB Las enzimas encargadas de catalizar el proceso de replicación, se denominan ADN polimerasas I, II y III. Por otro lado existen otras enzimas que van a participar en el proceso de replicación, tales como:

ETAPAS DE LA REPLICACIÓN

INICIACIÓN: se produce desde el origen del replicón donde se forma la o las horquillas de replicación, gracias a la acción de las helicasas que “desenrollan” el ADN. Se sintetiza un corto oligonucleótido de ARN con un grupo 3´ oxidrilo libre, que actuará como cebador o primer, en el cual la ADN polimerasa agrega los nucleótidos.

TERMINACIÓN : La terminación

se produce después de que ambas horquillas de replicación han atravesado la mitad del cromosoma en direcciones opuestas y se encuentran en la región terminal del genoma.. En esta región, existen secuencias de ADN que actúan como bloqueadores para el avance de las horquillas, por lo tanto se asegura que la replicación termine en esa pequeña porción del genoma.

La recombinación consiste en la producción de nuevas combinaciones genéticas a partir de las generadas inicialmente por la mutación. Dos moléculas de ADN que posean distintas mutaciones pueden intercambiar segmentos y dar lugar a la aparición de nuevas combinaciones genéticas. Las bacterias y los virus, al igual que los organismos eurcarióticos también tienen mecanismos de recombinación. En el caso de las bacterias existen tres mecanismos de recombinación : transformación, conjugación y transducción

MECANISMO DE RECOMBINACION DE GENES

Transferencia del material hereditario (ADN) de una bacteria donadora a otra receptora. Requiere el contacto físico entre las dos estirpes a través de los pili-F Tiene lugar cuando el material genético pasa de forma directa de una bacteria a otra. Las (células Hfr), pasa de una célula dadora a otra receptora. Después se produce el entrecruzamiento entre las secuencias homólogas de ADN transferido y el cromosoma de la célula receptora.

CONJUGACION:

La conjugación depende de un factor de fertilidad (F), que está presente en la bacteria dadora (F+) y ausente en la receptora (F- ). El factor F contiene genes que codifican para los pili sexuales, que son prolongaciones de la membrana celular. La transferencia se inicia cuando una de las cadenas del plásmido F, se corta en el sitio de origen de la transferencia (oriT). En la bacteria donante se produce la replicación en la cadena rota alrededor del plásmido , en reemplazo de la cadena transferida. Dado que el plásmido de la célula F+ siempre se abre en oriT, este sitio siempre ingresa primero. Una vez dentro de la bacteria receptora la cadena simple se replica y se produce una copia del plásmido F. F- se convierte en F+.

El Ciclo Lisogénico

Comienza cuando el fago se adhiere a la pared celular de la bacteria e inyecta su ADN en la bacteria. Una vez dentro de la bacteria el ADN del fago se integra al cromosoma bacteriano, donde permanece como un profago inactivo. Este se replica junto con el cromosoma bacteriano

Ciclo Lítico

El fago se adhiere a la pared celular de la bacteria e inyecta su ADN en la bacteria. Una vez dentro, el ADN viral se replica, se transcribe y se traduce, lo que produce más ADN y proteínas del fago.

MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE GENES

La Transferencia Horizontal Genética (THG) o Transferencia Lateral de Genes, es el evento por el cual un organismo adquiere material genético de otra célula que no es su progenitor. La transferencia vertical ocurre cuando un organismo recibe material genético de sus ancestros, como en el caso de las bacterias en las cuales la Transferencia Vertical ocurre por fisión binaria cuando las bacterias se duplican. La THG es común entre las bacterias , incluso entre aquellas que son distantes filogenéticamente.

Hay varios mecanismos para la transferencia genética horizontal;  (^) Transformación : la alteración genética de una célula resultando de la introducción, toma y expresión de material genético foráneo (ADN or ARN). Este proceso es relativamente común en las bacterias, pero menos en los eucariotas.  (^) Transducción: el proceso en el que el ADN bacteriano se mueve de una bacteria a otra por un virus (bacteriófago).  (^) Conjugación bacteriana: un proceso que involucra la transferencia de ADN a través de un plásmido de una célula donadora a una célula receptora recombinante durante el contacto de célula-a-célula.  (^) Agentes de transferencia genética: elementos como virus codificados por el huésped que se encuentran el orden de alfaproteobacterias, Rhodobacterales.