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missense

Mutazioni (transversione),

nonsense e frameshift

Coniugazione

Coniugazione = trasferimento genico unidirezionale mediato

da plasmide che richiede un contatto “fisico” tra due

cellule batteriche:

sessuale (Gram-negativi)

Pilo (Gram-positivi)

Ferormoni

Plasmidi coniugativi – plasmidi che possono essere

trasferiti tra cellule mediante coniugazione

Plasmide F – plasmide della “fertilità” (F – fertility)

rep

geni – codificano per la replicazione

tra

geni - codificano per il trasferimento

mob

geni - codificano per la mobilizzazione

4 elementi IS – mediano l’integrazione nell’endogenote

Coniugazione: tipi cellulari

Cellula F - cellula contenente un plasmide F

+ - (cellula donatrice o “maschile”)

Cellula F - cellula non contenente un plasmide F

- - (cellula ricevente o “femminile”)

Cellula Hfr – cellula contenente un plasmide F integrato

nel cromosoma (Hfr – high frequency of recombination)

- (cellula donatrice o “maschile”)

Pilo sessuale – struttura superficiale prodotta da cellule

F che media lo specifico contatto tra cellule F e F , ed

+ + -

il trasferimento del plasmide

Coniugazione: F x F

+ - 1

+

1. F (donatore) contenente un

+

plasmide F codificante per il

pilo sessuale. 2

Formazione “coppia

2. coniugativa”. Rottura in oriT di

+

una catena del plasmide F .

3. Retrazione del pilo sessuale e

formazione di un ponte 3

intercellulare. Una catena del

+ -

plasmide F entra in F .

4. Sintesi della catena +

complementare di F in

entrambi i batteri, adesso in

grado di produrre il pilo

sessuale.

Nella coniugazione F+ x F- non

si assiste a trasferimento di 4

DNA cromosomico

Coniugazione: F x F

+ - 1

Coniugazione: Hfr x F -

1. Formazione Hfr: inserzione di un

plasmide F+ nel nucleoide del

batterio accettore.

Formazione “coppia

2. 2

coniugativa”. Rottura

monocatenaria del DNA a livello

+

del plasmide F integrato.

3. Retrazione pilo sex e formazione

ponte intercellulare. Ingresso del 3

DNA monocatenario nel batterio

accettore. Interruzione

spontanea della coniugazione:

solo una parte del DNA donatore

verrà trasferita all’accettore. -Degradazione

4. Il donatore sintetizza una copia (nessun effetto)

complementare del DNA

rimanendo Hfr. L’accettore -Circolarizzazione

sintetizza una catena (plasm. coniugativo)

complementare del DNA -Integrazione

4

trasferito. (nuovi caratteri)

Integrazione del plasmide F nel cromosoma

a formare una cellula Hfr IS3 gd

plasmide F cellula F + sequenze di IS3

inserzione

(IS) nel IS2

plasmide

integrazione del plasmide F

plasmide F

cellula Hfr ricombinazione

IS omologa tra

elementi IS

IS

plasmide F cromosoma

integrato Coniugazione: Hfr x F

-

Pilo F

+

Cellula F -

Cellula F

Coniugazione nei Gram+

Enterococcus faecalis

• Produzione e rilascio di ferormoni da parte

della cellula “accettrice” (femminile)

• Ferormoni inducono produzione della

sostanza aggregante alla superficie della

cellula “donatrice” (maschile)

• Formazione di aggregati cellulari con

trasferimento del plasmide coniugativo

Significato della coniugazione

Significato clinico:

Principale meccanismo di trasferimento

 di geni per l’antibiotico-resistenza

di geni codificanti per fattori

Trasferimento

di virulenza (enterotossine, adesine, siderofori)

Significato ambientale: di resistenza a erbicidi ed

Trasferimento

idrocarburi aromatici

batterica ai metalli pesanti

Resistenza di geni per la fissazione dell’azoto

Trasferimento

Rhizobia

tra Agrobacterium

Ti da possono trasferire

Plasmidi

geni alle piante

(meccanismo di trasferimento genico tra Domini)

Significato evoluzionistico:

Principale meccanismo evolutivo/adattativo batterico

 Trasformazione

Assunzione di frammenti di DNA solubile

dall’ambiente circostante da parte di cellule

batteriche “competenti” ( Bacillus, Haemophilus,

Neisseria, Pneumococcus )

di trasferimento genetico

Meccanismo

“evoluto” da una primitiva esigenza nutrizionale

da:

Influenzato DNA

Dimensioni DNA a nucleasi

Sensibilità della cellula “accettrice”

“Competenza”

o indotta artificialmente

naturale

Scoperta della trasformazione (Griffith, 1928)

Streptococcus pneumoniae

Scoperta della trasformazione (Griffith, 1928)

Avery, McCarty e McLeod (1944) identificarono

nel DNA la “sostanza trasformante” 1

Trasformazione batterica

1. Morte e degradazione del

batterio “donatore”. 2

2. Un frammento di DNA

bicatenario (ds) interagisce

con specifiche proteine (DNA-

binding protein) alla superficie

della cellula “competente”. Il

DNA è reso monocatenario

(ss) da una nucleasi. 3

3. La proteina Rec A promuove

la ricombinazione omologa tra

il DNA ss donatore e quello ss

recipiente. 4

4. Lo scambio è completato.

Formazione di heteroduplex:

una sola delle cellule figlie

risulterà essere “trasformata”.

Trasformazione batterica

Trasformazione batterica: competenza

La cellula accettrice, per poter essere trasformata,

deve trovarsi in una particolare condizione che prende

il nome di competenza

Competenza – capacità cellulare di “catturare” il DNA.

“Fattore di competenza” (Gram+) induce:

modificazioni di parete cellulare (autolisina)

 di proteine DNA-binding

formazione/attivazione

e nucleasi Bacillus, Neisseria spp.

competenza naturale ( )

 P. aeruginosa,

competenza indotta artificialmente (

 E. coli, S. typhimurium ) – trattamento “a freddo”

con CaCl (bassa efficienza, utilizzato di routine

2 E. coli

nel clonaggio di DNA in ) - elettroporazione

Trasformazione batterica nei Gram-

Mancanza del “fattore di competenza”, sostituito

da particolari condizioni del mezzo colturale:

Haemophilus spp

Ad esempio, 100% competenza in .

in condizioni permissive per la sintesi proteica ma

non per la crescita completa.

Significato della trasformazione

Significato biotecnologico:

Clonaggio di geni “utili”

Significato evoluzionistico:

Meccanismo di evoluzione/adattamento batterico

 Trasduzione

La trasduzione consiste nel trasferimento di

 frammenti di DNA tra due cellule batteriche

mediante un batteriofago (virus batterico).

Esistono 2 tipi di trasduzione:

 1. Trasduzione generalizzata: (teoricamente)

qualsiasi gene può essere trasferito

2. Trasduzione specializzata: solo specifici geni

possono essere trasferiti


PAGINE

47

PESO

3.88 MB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Materiale didattico per il corso di Microbiologia e Microbiologia Clinica tenuto dal prof. Giovanni Di Bonaventura, all’interno del quale sono affrontati i seguenti argomenti: il genoma batterico; il cromosoma batterico; i plasmidi; le mutazioni genetiche nei batteri; i processi di coniugazione batterica; la trasformazione batterica; la trasduzione specializzata; Ricombinazione genetica.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (ordinamento U.E. - 6 anni)
SSD:
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di MICROBIOLOGIA E MICROBIOLOGIA GENERALE e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Gabriele D'Annunzio - Unich o del prof Di Bonaventura Giovanni.

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