genÉtica microbiana
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GENÉTICA GENÉTICA MICROBIANAMICROBIANA
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GENÉTICAGENÉTICA
ESTUDIO DE LOS MECANISMOS POR ESTUDIO DE LOS MECANISMOS POR LOS CUALES LOS CARACTERES LOS CUALES LOS CARACTERES PASAN DE UN ORGANISMO A OTROPASAN DE UN ORGANISMO A OTRO
GEN: ENTIDAD QUE ESPECIFICA LA GEN: ENTIDAD QUE ESPECIFICA LA ESTRUCTURA DE UNA CADENA DE ESTRUCTURA DE UNA CADENA DE POLIPÉPTIDOSPOLIPÉPTIDOS
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ELEMENTOS GENÉTICOSELEMENTOS GENÉTICOS
CROMOSOMA BACTERIANO: CROMOSOMA BACTERIANO: MOLÉCULAS DE ADN INDIVIDUAL, MOLÉCULAS DE ADN INDIVIDUAL, HAPLOIDE (GENÓFORO)HAPLOIDE (GENÓFORO)
MOLÉCULA DE ADN CIRCULAR MOLÉCULA DE ADN CIRCULAR CERRADA (A VECES LINEAL)CERRADA (A VECES LINEAL)
2 A 4 COPIAS EN FASE EXPONENCIAL2 A 4 COPIAS EN FASE EXPONENCIAL
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Nucleótido de ADNDoble hélice
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TAMAÑO Y PM DEL ADNTAMAÑO Y PM DEL ADN
NUCLEÓTIDO: 4000 daltonsNUCLEÓTIDO: 4000 daltons
NÚMERO DE BASES POR MOLÉCULANÚMERO DE BASES POR MOLÉCULA
1000 BASES = 1 KILOBASE (Kb) 1000 BASES = 1 KILOBASE (Kb)
Escherichia coliEscherichia coli: 4600 PARES DE Kb (4,6 : 4600 PARES DE Kb (4,6
Mb). SUPERENRROLLAMIENTOMb). SUPERENRROLLAMIENTO
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REPLICACIÓN DEL ADNREPLICACIÓN DEL ADN
(semiconservada)(semiconservada)
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PLÁSMIDOS Y EPISOMASPLÁSMIDOS Y EPISOMAS
PLÁSMIDOS: MOLÉCULAS DE ADN PLÁSMIDOS: MOLÉCULAS DE ADN CIRCULAR INDEPENDIENTES DEL ADN CIRCULAR INDEPENDIENTES DEL ADN CROMOSÓMICOCROMOSÓMICO
EPISOMAS: PLÁSMIDOS QUE PUEDEN EPISOMAS: PLÁSMIDOS QUE PUEDEN INTEGRARSE AL CROMOSOMA INTEGRARSE AL CROMOSOMA BACTERIANOBACTERIANO
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1. CROMOSOMA BACTERIANO1. CROMOSOMA BACTERIANO2. PLÁSMIDOS2. PLÁSMIDOS
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PLÁSMIDOSPLÁSMIDOS
FERTILIDAD: CONJUGACIÓNFERTILIDAD: CONJUGACIÓN RESISTENCIA: A ANTIMICROBIANOS RESISTENCIA: A ANTIMICROBIANOS
(R). FACTOR DE TRANSFERENCIA(R). FACTOR DE TRANSFERENCIA PRODUCCIÓN DE BACTERIOCINAS: EJ. PRODUCCIÓN DE BACTERIOCINAS: EJ.
ColEI (NO TRANSMISIBLES)ColEI (NO TRANSMISIBLES) OTROS: ENZIMAS, FACTORES DE OTROS: ENZIMAS, FACTORES DE
VIRULENCIA, etc. VIRULENCIA, etc.
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PLÁSMIDOSPLÁSMIDOS
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PLÁSMIDOSPLÁSMIDOS
PRESENTES EN GRAM POSITIVAS Y PRESENTES EN GRAM POSITIVAS Y
NEGATIVASNEGATIVAS
NÚMERO DE COPIAS VARIABLENÚMERO DE COPIAS VARIABLE
REPLICACIÓN SIMILAR AL CROMOSO-REPLICACIÓN SIMILAR AL CROMOSO-
MA BACTERIANO (1/10 DEL TIEMPO)MA BACTERIANO (1/10 DEL TIEMPO)
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INFORMACIÓN GENÉTICAINFORMACIÓN GENÉTICA
FLUJO DE LA INFORMACIÓNFLUJO DE LA INFORMACIÓN REPLICACIÓN DEL ADN REPLICACIÓN DEL ADN
(semiconservada)(semiconservada) ADN A ARNm: TRANSCRIPCIÓN (ARN ADN A ARNm: TRANSCRIPCIÓN (ARN
polimerasa) polimerasa) ARNm A PROTEÍNAS: TRADUCCIÓNARNm A PROTEÍNAS: TRADUCCIÓN
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TranscripciónTranscripción
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TraducciónTraducción
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INFORMACIÓN GENÉTICAINFORMACIÓN GENÉTICA CÓDIGO: SECUENCIA DE BASES DE CÓDIGO: SECUENCIA DE BASES DE
ADN SE CORRESPONDE CON ADN SE CORRESPONDE CON SECUENCIAS DE AMINOÁCIDOSSECUENCIAS DE AMINOÁCIDOS
CODÓN: CONJUNTO DE TRES CODÓN: CONJUNTO DE TRES NUCLEÓTICOS QUE CODIFICA PARA NUCLEÓTICOS QUE CODIFICA PARA UN AMINOÁCIDO EN ARNmUN AMINOÁCIDO EN ARNm
CÓDIGO DEGENERADO (REDUNDANTE)CÓDIGO DEGENERADO (REDUNDANTE)
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INFORMACIÓN GENÉTICAINFORMACIÓN GENÉTICA
CISTRÓN: SEGMENTO DE ADN QUE CISTRÓN: SEGMENTO DE ADN QUE CODIFICA PARA UN SOLO POLIPÉPTIDOCODIFICA PARA UN SOLO POLIPÉPTIDO
CADENA CON SENTIDO: INFORMACIÓN CADENA CON SENTIDO: INFORMACIÓN PARA LA TRANSCRIPCIÓN (3’)PARA LA TRANSCRIPCIÓN (3’)
SECUENCIA LÍDER: IMPORTANTE PARA SECUENCIA LÍDER: IMPORTANTE PARA LA TRADUCCIÓNLA TRADUCCIÓN
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EXPRESIÓN DEL CÓDIGO EXPRESIÓN DEL CÓDIGO GENÉTICOGENÉTICO
INICIACIÓN: complejo ARNm + 30S +50S INICIACIÓN: complejo ARNm + 30S +50S + ARNt+ ARNt
ELONGACIÓN: reconocimiento, ELONGACIÓN: reconocimiento, transferencia y translocacióntransferencia y translocación
TERMINACIÓN DEL POLIPÉPTIDOTERMINACIÓN DEL POLIPÉPTIDO PLEGADOPLEGADO
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RESUMEN SÍNTESIS DE PROTEÍNASRESUMEN SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
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REGULACIÓN DE EXPRESIÓN REGULACIÓN DE EXPRESIÓN GÉNICAGÉNICA
ECONOMÍA DE ENERGÍA Y ECONOMÍA DE ENERGÍA Y ADAPTACIÓN AL ENTORNOADAPTACIÓN AL ENTORNO
OPERÓN: AGRUPAMIENTO DE GENES OPERÓN: AGRUPAMIENTO DE GENES QUE CODIFICAN SÍNTESIS DE QUE CODIFICAN SÍNTESIS DE DETERMINADAS ENZIMASDETERMINADAS ENZIMAS
REGULACIÓN Y TRANSCRIPCIÓN REGULACIÓN Y TRANSCRIPCIÓN COORDINADAS EN UN SOLO ARNm COORDINADAS EN UN SOLO ARNm POLICISTRÓNICOPOLICISTRÓNICO
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REPRESIÓNREPRESIÓN
PROMOTORPROMOTOR
ARN POLIMERASA
GEN 1GEN 1 GEN 2GEN 2 GEN 3GEN 3OPERADOROPERADOR
REPRESORREPRESOR
TRANSCRIPCIÓN BLOQUEADATRANSCRIPCIÓN BLOQUEADA
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INDUCCIÓNINDUCCIÓN (derepresión) (derepresión)
PROMOTORPROMOTOR
ARNARN POLIMERASAPOLIMERASA
GEN 1GEN 1 GEN 2GEN 2 GEN 3GEN 3OPERADOROPERADOR
REPRESORREPRESOR
TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN
INDUCTORINDUCTOR
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REPRESIÓN POR CATABOLITOREPRESIÓN POR CATABOLITO
UTILIZACIÓN DE DISTINTAS FUENTES UTILIZACIÓN DE DISTINTAS FUENTES DE ENERGÍA (glucosa, lactosa)DE ENERGÍA (glucosa, lactosa)
GLUCOSA (catabolito) CAUSA GLUCOSA (catabolito) CAUSA REPRESIÓN DE OPERÓN LACTOSAREPRESIÓN DE OPERÓN LACTOSA
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REPRESIÓN POR REPRESIÓN POR CATABOLITOCATABOLITO
PROMOTORPROMOTOR
ARNARN POLIMERASAPOLIMERASA
GEN 1GEN 1 GEN 2GEN 2 GEN 3GEN 3OPERADOROPERADOR
TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN
PROTEÍNA ACTIVADORA PROTEÍNA ACTIVADORA DE CATABOLITODE CATABOLITO
++Esta unión requiere alta Esta unión requiere alta concentración de cAMPconcentración de cAMP
La glucosa (catabolito) inhibe la La glucosa (catabolito) inhibe la síntesis de cAMPsíntesis de cAMP
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ATENUACIÓNATENUACIÓN
OPERÓN TRIPTOFANOOPERÓN TRIPTOFANO GENES ESTRUCTURALES PARA LAS GENES ESTRUCTURALES PARA LAS
CINCO ENZIMAS REQUERIDAS PARA CINCO ENZIMAS REQUERIDAS PARA CONVERTIR INTERMEDIARIOS EN CONVERTIR INTERMEDIARIOS EN TRIPTOFANOTRIPTOFANO
PROMOTOR + OPERADOR + SECUENCIA PROMOTOR + OPERADOR + SECUENCIA LÍDERLÍDER
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ATENUACIÓNATENUACIÓN ATENUADOR EN SECUENCIA LÍDERATENUADOR EN SECUENCIA LÍDER CODIFICA PARA PÉPTIDO RICO EN CODIFICA PARA PÉPTIDO RICO EN
TRIPTOFANOTRIPTOFANO ALTA CONCENTRACIÓN DE TRY ALTA CONCENTRACIÓN DE TRY → →
FORMACIÓN DEL LÍDER DURANTE FORMACIÓN DEL LÍDER DURANTE TRADUCCIÓN DEL mRNA (detiene la TRADUCCIÓN DEL mRNA (detiene la traducción)traducción)
BAJA CONCENTRACIÓN DE TRY → NO BAJA CONCENTRACIÓN DE TRY → NO HAY FORMACIÓN DE ATENUADORHAY FORMACIÓN DE ATENUADOR
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MUTACIONESMUTACIONES
CEPA BACTERIANA (CLON)CEPA BACTERIANA (CLON) GENOTIPO: CARACTERÍSTICAS GENÉ-GENOTIPO: CARACTERÍSTICAS GENÉ-
TICAS (EXPRESADAS O NO)TICAS (EXPRESADAS O NO) FENOTIPO: CARACTERÍSTICAS GENÉ-FENOTIPO: CARACTERÍSTICAS GENÉ-
TICAS MEDIBLES U OBSERVABLESTICAS MEDIBLES U OBSERVABLES TIPO SALVAJETIPO SALVAJE
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DEFINICIONESDEFINICIONES
MUTACIÓN: CAMBIO HEREDABLE EN MUTACIÓN: CAMBIO HEREDABLE EN
LA SECUENCIA DE BASES DEL ADNLA SECUENCIA DE BASES DEL ADN
RECOMBINACIÓN: REUNIÓN DE RECOMBINACIÓN: REUNIÓN DE
ELEMENTOS GENÉTICOS DE DOS ELEMENTOS GENÉTICOS DE DOS
GENOMAS EN UNA UNIDADGENOMAS EN UNA UNIDAD
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MUTACIONESMUTACIONES
ESPONTÁNEAS (BAJA FRECUENCIA)ESPONTÁNEAS (BAJA FRECUENCIA) INDUCIDAS (AGENTES MUTÁGENOS)INDUCIDAS (AGENTES MUTÁGENOS) LETALESLETALES CONDICIONALESCONDICIONALES LETALES CONDICIONALESLETALES CONDICIONALES
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MUTACIONES ESPONTÁNEASMUTACIONES ESPONTÁNEAS
ERRORES EN EL MECANISMO DE ERRORES EN EL MECANISMO DE REPLICACIÓN DEL ADNREPLICACIÓN DEL ADN
SUSTITUCIÓN DE UNA PIRIMIDINA POR SUSTITUCIÓN DE UNA PIRIMIDINA POR OTRA (TRANSICIÓN)OTRA (TRANSICIÓN)
SUSTITUCIÓN DE UNA PIRIMIDINA POR SUSTITUCIÓN DE UNA PIRIMIDINA POR UNA PURINA (TRANSVERSIÓN)UNA PURINA (TRANSVERSIÓN)
CORRIMIENTO DEL MARCO DE CORRIMIENTO DEL MARCO DE LECTURALECTURA
![Page 31: GENÉTICA microbiana](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042517/577c82a21a28abe054b1984b/html5/thumbnails/31.jpg)
MUTACIONES INDUCIDASMUTACIONES INDUCIDAS AGENTE MUTÁGENO: PRODUCTO AGENTE MUTÁGENO: PRODUCTO
CAPAZ DE ORIGINAR DAÑO EN EL ADNCAPAZ DE ORIGINAR DAÑO EN EL ADN QUÍMICOS: ANÁLOGOS DE BASESQUÍMICOS: ANÁLOGOS DE BASES 5-BROMOURACILO (ANÁLOGO DE 5-BROMOURACILO (ANÁLOGO DE
TIMINA), AGENTES DE INTERCALACIÓN TIMINA), AGENTES DE INTERCALACIÓN (EN REPLICACIÓN); AGENTES (EN REPLICACIÓN); AGENTES ALQUILANTES (NITROSOGUANIDINA)ALQUILANTES (NITROSOGUANIDINA)
RADIACIONES UV Y IONIZANTESRADIACIONES UV Y IONIZANTES
![Page 32: GENÉTICA microbiana](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042517/577c82a21a28abe054b1984b/html5/thumbnails/32.jpg)
MUTACIONESMUTACIONES SELECTIVAS: CONFIEREN VENTAJAS A SELECTIVAS: CONFIEREN VENTAJAS A
LAS CEPAS (Ej. RESISTENCIA A LAS CEPAS (Ej. RESISTENCIA A FÁRMACOS)FÁRMACOS)
NO SELECTIVAS: NO CONFIEREN NO SELECTIVAS: NO CONFIEREN VENTAJAS (Ej. PIGMENTACIÓN)VENTAJAS (Ej. PIGMENTACIÓN)
NUTRICIONALES: REQUIEREN NUTRICIONALES: REQUIEREN FACTORES DE CRECIMIENTO (CEPAS FACTORES DE CRECIMIENTO (CEPAS AUXOTROFAS Y PROTOTROFAS)AUXOTROFAS Y PROTOTROFAS)
![Page 33: GENÉTICA microbiana](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042517/577c82a21a28abe054b1984b/html5/thumbnails/33.jpg)
CLASES DE MUTACIONESCLASES DE MUTACIONES
MÓVILES VS. INMÓVILESMÓVILES VS. INMÓVILES CAPSULADOS VS. ACAPSULADOSCAPSULADOS VS. ACAPSULADOS SENSIBLES VS. RESISTENTES (A SENSIBLES VS. RESISTENTES (A
FÁRMACOS, VIRUS, etc.)FÁRMACOS, VIRUS, etc.) PIGMENTADAS VS. APIGMENTADASPIGMENTADAS VS. APIGMENTADAS
![Page 34: GENÉTICA microbiana](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042517/577c82a21a28abe054b1984b/html5/thumbnails/34.jpg)
MUTACIONES: BASES MUTACIONES: BASES MOLECULARESMOLECULARES
MUTACIONES PUNTUALES: MUTACIONES PUNTUALES: CAMBIO EN UNA BASECAMBIO EN UNA BASE MUTACIONES SILENCIOSASMUTACIONES SILENCIOSAS MUTACIONES CONTRASENTIDOMUTACIONES CONTRASENTIDO MUTACIONES SIN SENTIDOMUTACIONES SIN SENTIDO CORRIMIENTO MARCO DE LECTURACORRIMIENTO MARCO DE LECTURA
![Page 35: GENÉTICA microbiana](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042517/577c82a21a28abe054b1984b/html5/thumbnails/35.jpg)
UACUAC
Codón de Codón de tirosinatirosina
CACCAC
Codón de Codón de histidinahistidina
PROTEÍNA PROTEÍNA DEFECTUOSADEFECTUOSA
MUTACIÓN DE MUTACIÓN DE CONTRASENTIDOCONTRASENTIDO
UAGUAG
Codón de Codón de terminaciónterminación
PROTEÍNA INCOMPLETAPROTEÍNA INCOMPLETA
MUTACIÓN SIN SENTIDOMUTACIÓN SIN SENTIDO
UAU UAU
Codón de Codón de tirosinatirosina
PROTEÍNA PROTEÍNA NORMAL NORMAL
MUTACIÓN MUTACIÓN SILENCIOSASILENCIOSA
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RECOMBINACIÓNRECOMBINACIÓN
ADN DE DISTINTOS ORÍGENES: ADN DE DISTINTOS ORÍGENES: BACTERIAS DADORAS Y RECEPTORASBACTERIAS DADORAS Y RECEPTORAS
INCORPORACIÓN AL GENOMA DE INCORPORACIÓN AL GENOMA DE BACTERIA RECEPTORABACTERIA RECEPTORA
ADN REPLICÓN: ORIGEN DE REPLICA-ADN REPLICÓN: ORIGEN DE REPLICA-CIÓN (CIÓN (orioriC); CROMOSOMAS, PLÁSMI-C); CROMOSOMAS, PLÁSMI-DOS, GENOMAS DE FAGOSDOS, GENOMAS DE FAGOS
![Page 37: GENÉTICA microbiana](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042517/577c82a21a28abe054b1984b/html5/thumbnails/37.jpg)
RECOMBINACIÓNRECOMBINACIÓN
HOMÓLOGA: ENTRE SECUENCIAS DE HOMÓLOGA: ENTRE SECUENCIAS DE ALTA SIMILITUD (pueden ser extensas)ALTA SIMILITUD (pueden ser extensas)
DETECCIÓN POR CAMBIOS DETECCIÓN POR CAMBIOS FENOTÍPICOS (CÉLULAS RECEPTORAS FENOTÍPICOS (CÉLULAS RECEPTORAS CON MARCADORES; MUTANTES CON MARCADORES; MUTANTES DOBLES)DOBLES)
![Page 38: GENÉTICA microbiana](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022042517/577c82a21a28abe054b1984b/html5/thumbnails/38.jpg)
RECOMBINACIÓN HETERÓLOGARECOMBINACIÓN HETERÓLOGA
GENERALIZADA: A PARTIR DE UN GENERALIZADA: A PARTIR DE UN FRAGMENTO CON SECUENCIAS FRAGMENTO CON SECUENCIAS NUCLEOTÍDICAS HOMÓLOGASNUCLEOTÍDICAS HOMÓLOGAS
ESPECÍFICA: INSERCIÓN DEL ESPECÍFICA: INSERCIÓN DEL FRAGMENTO DE ADN SOLO EN LUGAR FRAGMENTO DE ADN SOLO EN LUGAR ESPECÍFICO DEL REPLICÓNESPECÍFICO DEL REPLICÓN
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TRANSPOSICIÓNTRANSPOSICIÓN
TRANSPOSONES: ELEMENTOS QUE TRANSPOSONES: ELEMENTOS QUE PUEDEN MOVERSE DE UNA PARTE A PUEDEN MOVERSE DE UNA PARTE A OTRA DEL GENOMAOTRA DEL GENOMA
SIMPLES: SECUENCIAS DE INSERCIÓN SIMPLES: SECUENCIAS DE INSERCIÓN (IS) PARA INCORPORARSE(IS) PARA INCORPORARSE
COMPLEJOS: ADEMÁS CODIFICAN COMPLEJOS: ADEMÁS CODIFICAN PARA OTRAS FUNCIONES (SEGMENTOS PARA OTRAS FUNCIONES (SEGMENTOS DE ADN DE CADENA DOBLE)DE ADN DE CADENA DOBLE)