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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

Batteriofago T4

Escherichia coli

…infetta 1

Trasduzione

generalizzata (1 di 2)

1. Un fago litico adsorbe ad un

batterio sensibile.

2. Penetrazione del genoma 2

fagico nel batterio. Utilizzo

dei sistemi metabolici cellulari

per la sintesi e l’assemblaggio

delle componenti virali.

3. In alcuni casi, un frammento di 3

DNA batterico o un plasmide

possono essere erroneamente

inseriti in alcuni capsidi virali

(particelle trasducenti).

Trasduzione

generalizzata 4

(2 di 2)

4. Rilascio dei fagi batterici in

seguito a lisi batterica. 5

5. Il fago trasduttore adsorbe

ad un batterio sensibile.

6. Penetrazione del DNA fagico.

7. DNA fagico ricombina con il

DNA della cellula accettrice. 6

7

Trasduzione generalizzata

1

Trasduzione

specializzata (1 di 2)

1-2. Un fago temperato adsorbe al

batterio sensibile e vi inietta

il suo genoma. 2

3. Il genoma fagico ricombina

con il nucleoide batterico

divenendo un profago.

4. In presenza di stimoli adeguati,

un frammento del DNA batterico 3

viene escisso come parte del

genoma fagico. 4

Trasduzione 5

specializzata (2 di 2)

5. Durante la replicazione fagica il

DNA batterico viene inserito nel

genoma fagico. Tutti i fagi

veicolano il frammento di DNA

batterico. 6

6. Il fago adsorbe ad una batterio

sensibile iniettandovi il suo genoma.

7. Il genoma fagico contenente il DNA

trasdotto ricombina con il nucleoide

della cellula accettrice. 7

Trasduzione specializzata


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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