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Genetica dei batteri e dei virus

Questo corso si interessa di studiare la genetica partendo dalla base, con Mendel, fino ai casi più complessi. Il corso è tenuto dalla professoressa Anna Maria Poma. La dispensa affronta il tema della Genetica dei batteri e dei virus e affronta i seguenti aspetti:- Metodi di coltura di batteri.- Note sulle colture batteriche- Lederberg e Tatum: esperimento della ricombinazione geneticatra cellule batteriche- Hayes: scoperta dellaconiugazione, i batteri, che possono trasferire plasmidi - Determinanti genetici portati dai plasmidi- Trasformazione batterica- Genetica dei batteriofagi-Mappatura del cromosoma fagico mediante incroci- Calcolo della frequenza di ricombinazione- Trasduzione generalizzata

  • Per l'esame di Genetica del Prof. A. Poma
  • Università: L'Aquila - Univaq
  • CdL: Corso di laurea in biotecnologie
  • SSD:
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Voto: 5 verificato da Skuola.net

  • 26
  • 04-04-2011
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Genetica dei batteri e dei virus
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Anteprima Testo:
GENETICA
La genetica dei batteri e dei loro virus
4 modalità con cui il DNA batterico può essere trasferito da una cellula a un’altra
Metodi di coltura di batteri. Tutte le cellule di una colonia hanno lo stesso genotipo e lo stesso fenotipo
Note sulle colture batteriche Quando le cellule raggiungono il numero di 107 la loro massa diviene visibile a occhio nudo sotto forma di colonia. I membri di una colonia aventi in comune un unico progenitore genetico sono detti clone. I batteri di tipo selvatico sono prototrofici, cioè crescono e si dividono su un terreno di coltura minimo (acqua, sali inorganici e una fonte di carbonio per la produzione di energia. Da una coltura prototrofica si possono ottenere mutanti auxotrofici che non sono capaci di crescere su terreno minimo ma crescono solo su terreno contenente uno o più nutrienti specifici (adenina, treonina o biotina).
Altro tipo di mutanti: non sono capaci di utilizzare il lattosio mentre il tipo selvatico, sì
Mutanti lac -
Selvatico lac +
Coniugazione batterica Esperimento di Lederberg e Tatum della ricombinazione genetica tra cellule batteriche
auxotrofiche
A e B non sono in grado di crescere su terreno minimo (MM) perché contengono mutazioni che determinano l’incapacità di sintetizzare le sostanze necessarie per la crescita
Questo risultato suggeriva che doveva essere avvenuta una qualche forma di ricombinazione tra i genomi dei due diversi ceppi Si poteva supporre che le cellule dei due ceppi non si scambiavano geni ma diffondevano sostanze utilizzabili dalle altre cellule. Questa ipotesi fu scartata dagli studi di Davis col TUBO ad U
Il contatto fisico tra cellule è necessario affinchè avvenga la ricombinazione L e cellule non possono passare attraverso il filtro e quindi non avviene la ricombinazione
1953: Hayes scopre la coniugazione, i batteri possono trasferire plasmidi (molecole circolari di DNA) attraverso la coniugazione Una cellula donatrice emette una o più estroflessioni – pili – che si attaccano alla cellula ricevente e tengono uniti i due batteri
Coniugazione batterica In a) il pilo tiene unite le due cellule. In b) tra le due cellule si forma un ponte-poro. Nella cellula donatrice viene prodotta una copia a filamento singolo del DNA plasmidico che passa nel ricevente, dove funge da stampo per la costruzione di una doppia elica
Luca Cavalli Sforza scoprì un derivato di un ceppo F+ con 2 singolari proprietà: 1. Incrociando con ceppi F- questo ceppo produceva ricombinanti pari a 1000 volte i ricombinanti prodotti da un normale F+ e per questo lo chiamò Hfr 2. Negli incroci Hfr X F- nessuno dei genitori F- era convertito in F+ o in Hfr
Formazione di un Hfr (occasionalmente F si combina con il cromosoma batterico)
Con speciali anticorpi a fluorescenza si può osservare il trasferimento di un singolo filamento di DNA tra cellule di E.coli in coniugazione Con anticorpi a fluorescenza i parentali Hfr appaiono neri con DNA rosso. Le cellule riceventi F- sono verdi per effetto della presenza di GFP e il loro DNA non si lega alla proteina che si lega all’anticorpo. Quando il DNA entra nella cellula ricevente, promuove il legame con la speciale proteina e appare di colore giallo
Coniugazione batterica e ricombinazione
Esperimenti di coniugazione interrotta Cellule F- resistenti alla streptomicina e con mutazioni dei geni azi, ton, lac e gal sono incubate per periodi diversi con cellule sensibili alla streptomicina e di tipo selvatico per i suddetti geni. a) grafico della frequenza degli alleli del donatore negli exconiuganti in funzione del tempo trascorso dopo la coniugazione. b) schema del trasferimento dei marcatori (con colori diversi)
Il cromosoma Hfr, originariamente circolare, si svolge e viene trasferito alla cellula F- in modo lineare, con il fattore F che entra come ultimo Ma come avviene l’inserzione del fattore F nel cromosoma di E.coli? Mediante crossing over
In questo esempio, la cellula Hfr creata dall’inserzione di F trasferisce i propri geni nell’ordine a, d, c, b
Un estremo del fattore F integrato è l’origine, cioè il punto in cui inizia il trasferimento del cromosoma Hfr. La fine è l’estremità opposta. Il fattore F si inserisce in punti e con orientamenti variabili da un ceppo Hfr di E.coli a un altro. Tutti i ceppi hanno lostesso ordine di geni sul cromosoma ma l’orientamento del fattore F determina quali geni entrano per primi nella cellula ricevente
Schema della coniugazione
I plasmidi F portatori di frammenti genomici Il fattore F nei ceppi Hfr è di solito piuttosto stabile nella sua posizione di inserimento. A volte accade che un fattore F fuoriesca dal cromosoma attraverso un meccanismo inverso a quello con cui si è inserito. Le due regioni omologhe da un lato e dall’altro del plasmide si riattaccano e avviene un crossing over che libera il plasmide. In alcuni casi però l’esito di questo processo non è pulito e il plasmide porta con sé una parte del cromosoma batterico. Plasmide F con DN...
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