MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍAPROF. PATRICIA NARBÓN

T.7. REPRODUCCIÓN Y GENÉTICA

BACTERIANAS

2° ENFERMERÍA

REPRODUCCIÓN BACTERIANA

ASEXUAL POR DIVISIÓN BINARIALas bacterias se reproducen por bipartición.

El ADN (cromosoma bacteriano) se une a un mesosoma y se duplica. Posteriormente, la membrana plasmática se invagina y se produce un tabique de separación, lo que da lugar a dos células hijas, cada una de ellas con una réplica exacta del cromosoma de la célula madre.

ADN BACTERIANO

INFORMACIÓN GENÉTICA DE UNA BACTERIA ESTÁ CONTENIDA PRINCIPALMENTE EN UN ÚNICO CROMOSOMA CIRCULAR BICATENARIO, QUE SE REPLICA A PARTIR DE UN ÚNICO ORIGEN DE REPLICACIÓN.

PUEDE HABER INFORMACIÓN EN OTRAS MOLÉCULAS EXTRACROMOSÓMICAS LLAMADAS PLÁSMIDOS. LOS PLÁSMIDOS SON MOLÉCULAS DE ADN BICATENARIO CIRCULARES QUE PUEDEN REPLICARSE CON AUTONOMÍA RESPECTO AL CROMOSOMA Y NO TIENEN EXISTENCIA EXTRACELULAR.

CUANDO EL PLÁSMIDO SE PUEDE INTEGRAR EN EL CROMOSOMA, SE DENOMINA EPISOMA.

CON FRECUENCIA EL PLÁSMIDO TIENE GENES DE RESISTENCIA FRENTE A AGENTES ANTIMICROBIANOS O GENES QUE CODIFICAN LA PRODUCCIÓN DE TOXINAS.

TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCION EN BACTERIAS

MUTACIONES

VARIABILIDAD AL AZAR COMO SE REPRODUCEN RÁPIDAMENTE LA

MUTACIÓN APARECE RÁPIDAMENTE EN UN CLON DE CÉLULAS.

LAS MUTACIONES SE PRODUCEN AL AZAR Y POR LO TANTO PUEDEN APARECER BACTERIAS CON RESISTENCIA A UN ANTIBIÓTICO SIN HABER ESTADO EN CONTACTO CON ÉL

RESISTENCIA A ANTIBIÓTICOS

MUTACIONESRECOMBINACIÓN GENÉTICA

RECOMBINACIÓN GENÉTICA

EN LAS BACTERIAS PUEDE PRODUCIRSE RECOMBINACIÓN GENÉTICA MEDIANTE LA TRANSFERENCIA DE GENES DE UN ORGANISMO MADURO E INDEPENDIENTE A OTRO.

EN GENERAL UNA PORCIÓN DE ADN DADOR (EXOGENOTE) DEBE ENTRAR EN LA CÉLULA RECEPTORA Y CONVERTIRSE EN UNA PARTE ESTABLE DE SU GENOMA, SIN SER DESTRUÍDO POR EL HOSPEDADOR.

RECOMBINACIÓN GENÉTICA

SI EL ADN SE ENCUENTRA EN UNA FORMA EN LA QUE NO PUEDE SER DEGRADADO POR LAS ENDONUCLEASAS DE LA CÉLULA RECEPTORA, NO NECESITA INTEGRARSE, SINO QUE BASTA QUE PENETRE PARA TRANSFERIR LA INFORMACIÓN GENÉTICA A LA CÉLULA. EX: PLÁSMIDOS.

RECOMBINACIÓN BACTERIANA ES UNIDIRECCIONAL DE DADOR A RECEPTOR

EXISTEN TRES PROCESOS POR LOS QUE SE PRODUCE DE FORMA NATURAL TRANSFERENCIA GENÉTICA: TRANSFORMACIÓN, TRANSDUCCIÓN Y CONJUGACIÓN

TRANSFORMACIÓN

INCORPORACIÓN DE FRAGMENTOS DE ADN DE UNA BACTERIA LISADA, POR OTRA BACTERIA QUE SE ENCUENTRA EN ESTADO DE COMPETENCIA.

ADN EXÓGENO: TRANSFORMANTEESTADO DE COMPETENCIA: AL FINAL DE LA FASE DE CRECIMIENTO

EXPONENCIAL Y AL PRINCIPIO DE LA FASE ESTACIONARIA.

AQUEL QUE PERMITE LA INCORPORACIÓN DE ADN DEL MEDIO Y SU INTEGRACIÓN EN EL CROMOSOMA DE LA BACTERIA.

TRANSFORMACIÓN

LA TRANSFORMACIÓN EN BACTERIAS: PARA CONSEGUIR QUE UNA BACTERIA SE TRANSFORME ES NECESARIO QUE EL ADN EXÓGENO O TRANSFORMANTE PENETRE EN SU INTERIOR, POSTERIORMENTE, EL ADN EXÓGENO O TRANSFORMANTE DEBE INTEGRARSE EN EL ADN BACTERIANO, LUEGO DEBE EXPRESARSE Y, POR ÚLTIMO, TIENE QUE TRANSMITIRSE DE UNA BACTERIA A OTRA.

TRANSFORMACIÓN

EXPERIMENTOS DE TRANSFORMACIÓN BACTERIANA DE GRIFFITH (1928). EL PRINCIPIO TRANSFORMANTE.

Streptococcus pneumoniae

TIPO S TIPO R

TRANSFORMACIÓN

Neumococos virulentos de tipo S que dan lugar a colonias con aspecto liso y brillante (producen la cápsula azucarada que los protege de la fagocitosis del hospedador) y neumococos no virulentos (avirulentos) de tipo R que dan lugar a colonias de tipo rugoso y mate (carecen de la cápsula azucarada protectora).

TRANSFORMACIÓN

Griffith observó que si inyectaba a los ratones con neumococos de tipo RII (avirulentos) a las 24 horas seguían vivos (Figura A), mientras que si los inyectaba con neumococos SIII (virulentos) a las 24 horas los ratones morían (Figura B). Entonces decidió calentar los neumococos SIII (virulentos) para destruirlos y posteriormente inyectarlos a los ratones, encontrando que los ratones seguían vivos después de 24 horas (Figura C). Por consiguiente el calor, destruía el poder infectivo de los neumococos SIII. Por último, inyectó a los ratones una mezcla de neumococos RII vivos (no virulentos) y de SIII (virulentos) previamente muertos por calor, encontrado que los ratones morían a las 24 horas y extrayendo de su sangre neumococos SIII vivos Figura D).

A B

C D

TRANSFORMACIÓN

CONCLUSIÓN: se demuestra la existencia de una sustancia presente en los extractos de neumococos SIII muertos por calor que es capaz de transformar a los neumocos RII vivos en SIII vivos, dicha sustancia fue denominada por Griffith el Principio Transformante.

Estudios posteriores pusieron de manifiesto que la transformación de neumocos RII en SIII se podía realizar en tubo de ensayo sin necesidad de utilizar ratones en el experimento. Es decir, se puede mezclar en el mismo medio de cultivo líquido neumocos RII vivos con neumococos SIII previamente muertos por calor y obtener neumococos SIII vivos y virulentos.

TRANSFORMACIÓN

FASES DE LA TRANSFORMACIÓN:1. EL ADN SE UNE A LA SUPERFICIE CELULAR. SENSIBLE

A ACCIÓN DE DNAasas.2. CORTE DE ADN. FRAGMENTOS MÁS PEQUEÑOS DE

DOBLE CADENA.3. PENETRACIÓN ADN: ENTRA UNA DE LAS DOS

CADENAS.4. UNA VEZ DENTRO DE LA CÉLULA: ADN DONANTE

FORMA UN COMPLEJO CON UNA PROTEÍNA DE UNIÓN A ADN DE LA CADENA SENCILLA, ESPECÍFICA DE LAS CÉLULAS COMPETENTES. ASÍ ES RESISTENTE A LA ACCIÓN DE NUCLEASAS.

5. INTEGRACIÓN DE ADN EN EL CROMOSOMA REQUIERE DE ESTRECHA HOMOLOGÍA ENTRE LAS DOS SECUENCIAS DE ADN.

Transformación de E. coli con un gen de resistencia a ampicilina (AMP) y unmarcador de fluorescencia

TRANSDUCCIÓN

TRANSFERENCIA DE GENES BACTERIANOS POR MEDIO DE UN VIRUS.

CICLO LISOGÉNICO DEL VIRUS: INSERCIÓN DE ADN EN EL CROMOSOMA DE LA BACTERIA (ESTADO DE PROFAGO), REPLICÁNDOSE CON ÉL. LA BACTERIA SE DENOMINA LISOGÉNICA, Y LOS FAGOS QUE ESTABLECEN ESTA RELACIÓN SE DENOMINAN ATEMPERADOS.

LA INSERCIÓN DEL PROFAGO ES REVERSIBLE, PUEDE SALIR DEL CROMOSOMA BACTERIANO (INDUCCIÓN), TRANSFORMÁNDOSE EN UN DNA INFECCIOSO Y PRODUCIR UN CICLO LÍTICO.

TRANSDUCCIÓN. TIPOS.

1. ESPECIALIZADA O RESTRINGIDA: PARTÍCULA TRANSDUCTORA TRANSPORTA

SÓLO PORCIONES ESPECÍFICAS DEL GENOMA BACTERIANO.

FAGOS ATEMPERADOS ESCISIÓN DEL PROFAGO ES INCORRECTA.

EL GENOMA FÁGICO CONTIENE PORCIONES DEL CROMOSOMA BACTERIANO ADYACENTES AL SITIO DE INTEGRACIÓN DEL PROFAGO. EX: FAGO LAMBDA DE E.COLI.

TRANSDUCCIÓN. TIPOS

2. TRANSDUCCIÓN GENERALIZADA: CUALQUIER GEN DE LA BACTERIA DONANTE. DURANTE CICLO LÍTICO DEL FAGO VIRULENTO

POR ERRORES EN LA ENCAPSIDACIÓN. POR FAGOS ATEMPERADOS CAPACES DE

INTEGRARSE EN CUALQUIER PUNTO DEL CROMOSOMA BACTERIANO, POR ESCISIÓN INCORRECTA.

EN AMBOS CASOS EL ADN DE LA BACTERIA DONANTE PUEDE RECOMBINAR CON EL CROMOSOMA DE LA BACTERIA RECEPTORA . DE ESTA FORMA LA TRANSDUCCIÓN SE DENOMINA COMPLETA CUANDO EL FRAGMENTO TRASNFERIDO SE INSERTA EN EL CROMOSOMA, O ABORTIVA SI NO SE INTEGRA.

TRANSDUCCIÓN ESPECIALIZADA

TRANSDUCCIÓN GENERALIZADA

CONJUGACIÓN

PASO DE ADN DE UNA BACTERIA DONANTE A OTRA RECEPTORA MEDIANTE EL CONTACTO FÍSICO ENTRE ELLAS.

DONANTES: PLASMIDOS F, CON CAPACIDAD DE FORMAR PILI.

PILI SE PEGAN A BACTERIA RECEPTORA, QUEDANDO AMBAS ANCLADAS. PILI PRODUCE EL TUBO DE CONJUGACIÓN A TRAVÉS DEL CUAL PASA EL ADN DE LA BACTERIA DONANTE A LA RECEPTORA.

GRAM POSITIVAS Y GRAM NEGATIVAS. ENTRE INDIVISUOS DE LA MISMA ESPECIE, Y

ENTRE INDIVIDUOS DE ESPECIES DISTINTAS.

CONJUGACIÓN

Factores sexuales: pili sexual (F+)Factores de resistenciaFactores de patogenicidad: Enterotoxinas Enteroinvasivilidad Hemolisinas Bacteriocinas

CONJUGACIÓN

PLÁSMIDO F O FACTOR DE FERTILIDAD: MOLÉCULA DE ADN CIRCULAR. SE CORTA UNA DE LAS CADENAS DEL PLÁSMIDO Y COMIENZA LA TRANSFERENCIA DE LA CADENA CORTADA.

BACTERIA DONANTE ES F+ O MACHO. BACTERIA RECEPTORA ES F- O HEMBRA PLÁSMIDO F PUEDE INTEGRARSE EN EL

CROMOSOMA BACTERIANO, Y LA BACTERIA DONANTE ES Hfr, QUE TRANFERIRÁ EL PLÁSMIDO UNIDO A PARTE DE SU CROMOSOMA.

EL PLÁSMIDO F DE UNA BACTERIA Hfr, PUEDE ESCINDIRSE MAL DEL CROMOSOMA E INCLUIR SEGMENTO DEL CROMOSOMA BACTERIANO : PLÁSMIDO F´.