Trasferimento genico nei batteri

Trasferimento genico nei batteri

• Trasformazione: ambiente esterno -> cellula batterica
• Coniugazione: cellula batterica -> cellula batterica
• Trasduzione: cellula batterica -> cellula batterica (via batteriofago)

Coniugazione

Scoperta da Lederberg e Tatum nel 1946

Il meccanismo tra due ceppi auxotrofi (incapaci di crescere in terreno minimo) determina un incrocio fertile capace di dare origine a cellule (ceppi prototrofi). Protesi verificata da diversi esperimenti, quale esempio: il tubo a U di Bernard Davis: è necessario il contatto tra le cellule batteriche per far avvenire l'incrocio fertile.

Hayes (1953) Scoperta del fattore sessuale F. È un plasmide indipendente dall'informazione genomica che dispone se F+ di infettare il sesso della cellula donatrice (F+) o una cellula ricevente (F-).

Il fattore F è un plasmide, contenuto opposto nella donatrice F+.

Il fattore F dirige la formazione del pilus: in modo "tiramento" contatto tra le due cellule e le fa avvicinare fino a formare un punto citoplasmatico fra le due cellule.

Il fattore F si rompe in un punto ben preciso (sito d'origine di replicazione) e infetta nella cellula ricevente. L'unica frequenza è quella minima regolare copiata e quando tutto è finito il trasferimento è copioso nella cellula ricevente che diventerà anche essa F+.

Come avviene il trasferimento? Due modalità:

• Dai ceppi Hfr a F-; R invia il fattore F'.
• Ceppi Hfr (High Frequency of recombination), frequenza di ricombinazione > 1000 volte viene integrato nella nuova cellula.

Trasferimento genico nei batteri

• Tipi di trasferimento genico Donatore → Ricevente:

• Trasformazione ambiente esterno → cellula batterica
• Coniugazione cellula batterica → cellula batterica
• Trasduzione cellula batterica → cellula batterica (virus batteriofagi)

Coniugazione

Scoperta da Lederberg e Tatum nel 1946.

Il mescolamento tra due ceppi auxotrof. (incapac. di crescere sostrato minimo) determinava in incroci fertili capaci di dare origine a cellule (ceppi prototrofi) capace verificarla da questo esperimento per esempio: Il tubo a U di Bernard Davis. è necessario il contatto tra le cellule batteriche per far avvenire l'incrocio fertile.

Hayes (1953) Scoperta del fattore sessuale F: È un' informazione inducendo un' informaz. genetica che dipende da F. Il poss. del possesso delle cellule donatrice (F⁺) e una cellula ricevente (F^-).

Il fattore F⁺ è un plasmide, contenitivo approx della donatrice F⁺.

Il fattore F dirige la formazione del pilo: È un ponte "citrosettevi"coltivo le due cellule e le fa avvicinare fino a formare un ponte citoplasmatico fra le due cellule.

Il fattore F si rompe in un punto ben preciso (sito detico si rompe) e viene trasferita nelle cellule ricevente Il ciclo si ripetiva a quellarimasta vengono copiate e quando tutto F replicata si trasferta ecopiata nella cellula ricevente questa diventata anch'essa F⁺!

Come avviene il trasferimento? Due modalità:

• Dal cellullo Hfr a F^-; normale il fattore F⁺!
• Ceppi Hfr (High frequency of recombination); frequenza di ricombinazione > 1000 volte viene inserito nella cromosoma batterica.

L'app Hfr di origine tramite crossing over (con frequenze basse) inserì parte e il cromosoma batterico. Il fattore rispetto con cambia il suo nome e diventirà episoma. La cellula che contiene questo materiale è chiamata Hfr ed è in grado di configurare.

Il trasferimento avviene da una cellula Hfr a una cellula F^-: l’insieme di fattore F viene inserito anche un pezzo di cromosoma batterico. L’elica inserendo viene copiato nelle cellule F^-. Può avvenire ricombinazione tra cromosoma del donatore e quello del ricevente. Se ci sono differenze alleliche tra geni del donatore e del ricevente è possibile isolare dei ricombinanti. Tuttavia da poche celle diventano Hfr, se avviene il trasferimento dell’episoma è completo. Basso freq. di ricombinanti è dovuto a bassa frequenza e ricombinazione.

b) L’episoma esce del sito del cromosoma batterico entrando allo stadio di plasmide (evento spontaneo). Se l’evento è impreciso il fattore F^‘ si trascina alcuni geni batterici rendendone ad una successiva coniugazione il fattore F⁺ cui genetici verrà trasferiti per intero e in questo modo i fattori possono trasferirsi informazione genetica.

Plasmidi R – può portano resistenza multipla proveniente da diversi ospiti batterici precedenti. Essendo elementi mobili, possono conferre ai batteri la resistenza a diversi antibiotici.

Altro esperimento: quello di Jacob-Wollman (anni 50): sfrutta la coniugazione in incroci interrotti per mappare i geni. Si incrocia con una Hfr una F^-. Le cellule vengono miscelate e campioni prelevati a tempi diversi. Le vegge picchiati su terreni selezionative ingresso dei marcatori. Si stabilisce a quale tempo. Si prosegue delDNA la protos . riconbranat. metodi dello stesso interrotto epossibilità di costruire la mappa precisa de geni. Sono stati utilizzaticeppi rifg differenti con vari siti d'integrazione si chiassi mutanti, permetodo di integrare diverse mappe. La mappa finale si conclude nelsi divide in 100 unità; ciascuna corrispondente alla lunghezza delDNA trasferito in un minuto.

Trasformazione

Frammenti di DNA a doppia elica entraa nelbatterio = contenimento genetico. Si ha il biosintesi di prote. emembrane. (energia). Le cellule competnte producono il periodo dicompetitore. Il DNA si lego alle proteine di membrone e viene dellacellule incorporato di proteine e si integra nel genome

Un elico del DNA entra nella cellula S. Vanno dunque in frammentiappaiono. Avviene reombinazione attraverso 2 vesquisquae. Si formue cromosom con sequenzo di DNA eteroduplex. (DNA _n della doppia elica).

Quando avviene di duplicazione si possono formare due tipi di cellule: ½ cellule contiennti il carattore "modifico" = cellule trasformanti, e ½ cellule non contennt e rimangono "modificato" = cellule non trasformati.

La trasformazione avviene in vivorne e viene anche riprodotta inlaboratorio: cellule competenti - transformazione chimico - esposizionead un camp elettrico - rostra in liquido durante la fore espansionale -utilizzando negli experiment il confliggto nella sequenza gasdile.

Informazione numerova: Co = transformazione + DNA, viene rottoin frammenti. Si fa gelandosi da informazioni - ottengo ricavi di ose donator. cbt. Si calcola la frequenza di singoli eventi nellapopolazione di cellule mediante della trasformazione. La frequenzadi otbt forlnisce stima della destruzione. Se si elimin, ed esso ruviniu

Trasduzione

Temperamento ereditario Batteriofagi. "HOST cell sistema - batteri". Caduta di uno singola molecola di DNA - RNA impacchettato di interno di un rivestimento proteico. Il ciclo vitale dipende strettamente dalla cellula ospite.

Ciclo litico (vede slides) - l'esito fagico consiste di 100-300 individui.

Il ciclo dura circa 22 m. Sono condotte diverse proteine e proteine fagiche perché sono vincolosi e condotte nella replicazione, proteine specifica.

Trovare sono proteina funzionali sulla testa e sulla coda, e il lisozima che provoca la lisi della cellula batterica.

Il fago λ è un fago temperato, compre ciclo litico e ciclo lisogenico. Nel ciclo lisogenico "il genoma di λ = profago" integrato in una regione della cellula ospite.

Differenza tra ciclo litico e lisogenico: - In quello litico, il fago λ integrale nel genoma può essere duplicato per numerose divisioni cellulari, fino a che rimane inattivo il ciclo litico. Esclusione del cromosoma di λ.

La trasduzione si suddivide in generalizzata e specifica.

Trasduzione generalizzata

Ciclo litico. Frammentare di fagi transducenti che confezionano nell'assetta. DNA batterico. Si genera progenie fagicageneticamente transducente. Il fago transducente può infeziare un batterio.

Può avvenire uno scambio genetico su doppio crossing-over tra il DNA batterico e la corrispondente sequenza nel fago transducente. Si produrrecosì un batterio transducente pratrofin per ricombinazione.

Uso generalizzato - periodo un batterio è preso completamente risulosis, gene può essere tradotto e. Il "germi" principali trasduzionestabile. La, condotta porta SEMPRE un integrante stabile.

Circa 1/403 particelle fagiche in un ciclo litico su fagi transducenti.