GENÉTICA
MICROBIANA
GENÉTICA:
define y analiza a la herencia,o la constancia y el cambio de las
funciones de cada organismo.
GEN:
Segmento de ADN que lleva información genética en su secuencia
nucleotida para propiedades especificas.
ORGANIZACIÓN
DE LOS GENESLA
ESTRUCTURA DEL ADN Y ARN
ADN
(Ácido Desoxiribonucleico), doble cadena, bases nitrogenadas
Adenina, Guanina, Citosina y Timina.
ARN
(Ácido Ribonucleico) cadena simple, bases nitrogenadas, Adenina,
Guanina, Citosina y Uracilo
GENOMA
PROCARIOTE
La
mayoria de los genes procariotes es transportado en el cromosoma
bacteriano y consisten en una molecúla única de ADN circular. Los
circulos del ADN ( Cromosoma y plásmido) que contienen información
genética para su autorreplicación se llaman replicones. Con algunas
excepciones, los genes bacterianos son hapliodes.
Los
genes escenciales para el crecimiento bacteriano se encuentran en el
cromosoma y los plásmidos portan genes vinculados con funciones
especiales.
Los
transposones son elementos genéticos que pueden contener varios kpb
de adn, incluida la información necesaria para la migración de un
locus genético a otro, al conducirse de esta forma los
transposones crean mutaciones por inserción.
La
participación de transposones cortos llamados elementos de inserción
o elementos de secuencia de inserción (IS) producen la mayor parte
de mutaciones por inserción ya que acarrean los genes codificadores
de enzimas para promover su propia transposición. Casi todas las
bacterias acarrean elementos IS, los plásmidos tambien acarrean
elementos IS
Los
transposones complejos portan genes eespecificos como resistencia a
antibióticos, a diferencia de los plásmidos los transposones no
contienen la información genética necesaria para su
autorreplicación. La explotacion genética de los transposones se
logra por la selección de la información genética especializada
que poseen (resistencia a antibióticos)
ADN
BACTERIANO
La
replicación del ADN bacteriano comienza cuando las dos cadenas se
separan y se utilizan como modelo para sintetizar cadenas nuevas
(replicación semiconservadora). La estructura donde las dos cadenas
se separan y se lleva a cabo la sintesis nueva se llama horquilla
de replicación. La replicación del cromosoma bacteriano esta
controladada y el num. De cromosomas por celulas en crecimiento es de
1-4. La replicación del ADN bacteriano circular doble comienza en el
locus ori e interactua con proteinas.
TRANSFERENCIA
DEL ADN
La
tranferencia del ADN entre cepas procariotes es muy diferente a las
eucariotes. El intercambio genético entre bacterias se caracteriza
por transferencia de fragmentos pequeños de un genoma donador a una
célula receptora, para una recombinación exitosa es necesario que
el ADN donado se replique en el microorganismo recombinante. La
replicaión se puede lograr por integración del ADN donado como
replicón independiente.
MECANISMOS
DE RECOMBINACIÓN
El
ADN donado que no lleva información necesaria para su
autorreplicación debe recombinarse con el ADN receptor con el fin de
establecerse en una cepa receptora. La recombinación puede ser
homóloga (gran similitud en las secuencias del ADN donado y
las del receptor) o no homóloga (recombinación catalizada
por enzimas entre secuencias de ADN diferentes)
MECANISMO
DE TRANSFERENCIA GENÉTICA
Los
tres tipos se diferencian por la forma en que se dona el ADN.
CONJUGACIÓN:
unicamente se se dona una cadena de ADN, el receptor completa la
doble cadena
TRANSDUCCIÓN:
el ADN se transporta dentro de la cubierta de un fago y se
transfiere al receptor por el mecanismo utilizado en la infección
por fagos.
TRANSFORMACIÓN:
la captacion directa del ADN por el receptor (natural o forzada).
Pocas cepas son competentes para la transformación, estas asimilan
el ADN que se encuentra linealmente. La transformación forzada se
induce en el laboratorio.
EXPRESION
GENICA
Los
eucariontes y lo procariontes se explica al comparar se mecanismos
expresión génica en lo cuales comparten ciertas propiedades.
En
ambos grupos la información genética esta codificada en el DNA.
Se
transcribe al mRNA y se traduce en los ribosomas mediante el tRNA, al
interior de la estructura de las proteinas.
El
mecanismo por la cual la secuencia de nucleotidos en un gen
determina la secuencia de los aminoacidos en una proteina es como
sigue:
La
RNA polimerasa forma una cadena de polirrubonucleotidos, llamada RNA
mensajero, al utilizar al DNA como plantilla, este proceso se
denomina trancripcion.
Los
aminoacidos se activan enzimáticamente y son trasferidos a las
moléculas adaptadoras especificas del RNA, RNA trasferencia.
REGULACIÓN
DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
El
mRNA eucarionte se trasporta desde el núcleo al citoplasma en donde
se presenta la traducción. La traducción del mRNA procarionte esta
acoplada a su síntesis y en este acoplamiento se dan las
oportunidades para su regulación.
La
transcripción del DNA en mRNA comienza en el promotor, la secuencia
del DNA que se une con la RNA polimerasa.
Las
proteínas reguladoras que se unen con las regiones del DNA cercanas
a los promotores ejercen controles adicionales sobre la expresión
génica.
INGENIERÍA
GENÉTICA
Se
pueden aislar y amplificar fragmentos específicos del DNA y sus
genes pueden expresarse repetidas veces.
Las
técnicas de ingeniería genética pueden usarse para aislar
virtualmente cualquier gen con una propiedad bioquímica reconocible.
Los
genes aislados pueden usarse para diversos propósitos. La
mutagenesis dirigida a un sitio puede identificar y alterar la
secuencia del DNA de gen.
De
este modo se puede determinar y si se desea alterar los residuos de
nucleótidos esenciales para la función del gen.
Ejemplo:
un virus latente en un tejido animal puede detectarse con una sonda
de DNA aun en ausencia de actividad viral.
Los
productos proteicos de genes virales aislados ofrecen grandes
oportunidades como vacunas porque se pueden preparar sin genes
codifican la replicación del acido nucleico Retirado viral. Retirado
CLONACIÓN
DE LOS FRAGMENTOS DE DIGESTIÓN DEL DNA.
Enzimas
de restricción ascienden asimétricamente y producen fragmentos de
DNA con extremos cohesivos (adhesivos) que puedeCLONACIÓN DE LOS
FRAGMENTOS DE DIGESTIÓN DEL DNA.n hibridar uno con otro.
Este
DNA puede usarse para formar plásmidos recombinantes mediante
ingeniería genética.
La
separación de fragmentos del DNA por electroforesis a través de un
gel, con base en su tamaño. Los fragmentos mas pequeños migran mas
rápidamente que los grandes y dentro de los limites determinados por
las propiedades del gel, la distancia recorrida aproximadamente
proporcional al logaritmo del tamaño del fragmento. Los fragmentos
del DNA pueden verse por la fluorescencia que emiten, después de su
tincion con un colorante
CARACTERIZACIÓN
DEL DNA CLONADO
La
manipulación del DNA clonado requiere la compresión de su
estructura.
La
preparación de un mapa de restricción es el primer paso para
obtener este conocimiento.
Los
mapas de restricción proporcionan una base de información muy
especifica la cual permite que los fragmentos del DNA identificados
con base a su tamaño se relacionan con funciones genéticas
especificas.
SECUENCIACIÓN
La
secuenciación del DNA descubre la estructura del gen y permite a los
investigadores deducir la estructura de sus productos.
Los
dos métodos generalmente empleados para la determinación de las
secuencias del DNA son las técnicas de Maxam-Gilbert, depende de la
labilidad química relativa de los diferentes enlaces de
nucleótidos, y el método de Singer (método de la terminación
didesoxi), que interrumpe el alargamiento de las secuencias del DNA
al incorporar didesoxinucleotidos en las secuencias.
MUTAGENESIS
DIRIGIDA A UN SITIO
La
síntesis química de los oligonucleótidos permite a los
investigadores realizar la introducción contralada de sustituciones
de bases en una secuencia del DNA.
La
sustitución especifica puede utilizarse para explorar el efecto de
una mutación prediseñada en la expresión génica para explorar la
contribución de un aminoácidos sustituido en la función de una
proteína con base en información previa acerca de los residuos
esenciales para la función para inactivar a un gen.La síntesis
química de los oligonucleótidos permite a los investigadores
realizar la introducción contralada de sustituciones de bases en una
secuencia del DNA.
La
sustitución especifica puede utilizarse para exploLa síntesis
química de los oligonucleótidos permite a los investigadores
realizar la introducción contralada de sustituciones de bases en una
secuencia del DNA.
La
sustitución especifica puede utilizarse para explorar el efecto de
una mutación prediseñada en la expresión génica para explorar la
contribución de un aminoácidos sustituido en la función de una
proteína con base en información previa acerca de los residuos
esenciales para la función para inactivar a un gen.
ELABORADO POR: Felix Omar Cruz Silva
