TEMA 4 (12 horas ) MECANISMOS GENETICOS EN PROCARIOTES. 1. Mecanismos genéticos en bacterias.

1. PROGRAMA DE GENETICA GENERAL (Código 1844) • TEMA 4 (12 horas) • MECANISMOS GENETICOS EN PROCARIOTES. • 1. Mecanismos genéticos en bacterias. • Transformación. Mecanismo de transformación in vivo. • Mapeo genético por transformación. • Conjugación. Fertilidad en bacterias. • Determinantes de la fertilidad: factor F. Cepas F+, Hfr y F’. • Mapeo genético por conjugación. • Transducción generalizada y especializada. Mapeo genético por transducción. • Herencia extracromosómica. Episomas y plásmidos. • Sistemas de modificación y restricción bacterianos. Modificación restrictiva. • 2. Mecanismos genéticos en bacteriófagos. • Bacteriófagos virulentos. Ciclo lítico de crecimiento. Fenotipo de fagos. • Bacteriófagos temperados. Ciclo lítico y ciclo lisogénico. • Lisogenia. Integración y formación de profagos. • Mantenimiento de la lisogenia. Inducción y excisión de profagos. • Recombinación en bacteriófagos. • Pruebas de complementación de funciones y de recombinación en bacteriófagos. • Recombinación intragénica. • Experimentos de S. Benzer con fagos T4 mutantes en la región rII. • Estructura fina del gen. Evolución del concepto de gen.

2. Fenotipos mutantes Fenotipos salvajes 1 1 2 2 haploides 1 1 2 2 diploides • El concepto de complementación genética: • Condición en la cual dos mutaciones restablecen el fenotipo salvaje. • No hay reversión de las mutaciones. • Funciona si existe la relación de dominancia /recesividad • entre los alelos de un gen. • 2. Permite determinar si dos mutaciones están en un mismo gen • o en dos loci diferentes. • 3. La prueba precisa la existencia de un estado diploide TRANS COMPLEMENTAN

3. Fenotipos mutantes Fenotipo salvaje Fenotipo mutante Fenotipo salvaje CIS 2 2 1 1 1 1 2 2 haploides haploides 1 1 1 2 2 1 2 2 diploides diploides Fenotipo salvaje Prueba de complementación CIS-TRANS: mutaciones ubicadas en 2 genes TRANS COMPLEMENTAN

4. Fenotipos mutantes Fenotipo mutantes TRANS 1 2 haploides 1 2 1 2 diploides Fenotipo mutante Fenotipo salvaje CIS 2 1 1 1 2 2 haploides 1 1 2 2 diploides Fenotipo salvaje Prueba de complementación CIS-TRANS: mutaciones en un mismo gen NO COMPLEMENTAN COMPLEMENTAN

5. ¿Recombinan las mutaciones que están en un mismo gen? Un alelo mutante Un alelo salvaje S. Benzer 2 alelos mutantes 1 1 2 2 En la prueba de complementación: 1. Las mutaciones en genes diferentes se complementan. 2. Las mutaciones en un mismo gen forman un grupo de complementación RECOMBINACIÓN INTRAGENICA PROBLEMA EXPERIMENTAL

6. Bacteriófago T4 Ciclo lítico Genera 102 - 103 Fagos/hora

7. rII- rII+ E. coli B Sistema biológico con altísima resolución Excelente herramienta para el mapeo fino del gen Probar que ocurría recombinación intragénica

8. rII- A rII- B E. coli K(λ) Es posible hacer coinfecciones con T4: OBJETIVOS Mapear las mutaciones en la región rII por complementación Hacer experiencias para demostrar recombinación http://www.dnaftb.org/dnaftb/18/concept/index.html

9. Prueba de complementación CIS-TRANS Prueba de complementación CIS-TRANS rII- m1 rII- m1+m2 rII- m2 rII+ TRANS A B A B CIS A B A B E. Coli K(λ) E. coli K(λ) m1 diploides m2 m1+m2 m1 diploides m2 Gen rIIA rIIB Producto del gen NF F No complementan No hay lisis No hay progenie rIIA rIIB F F Complementan Hay lisis Hay progenie Mutaciones rII- recesivas lisis Dominantes No hay lisis m1 m2

10. Demostración de recombinación intragénica Existía un mapa del cromosoma de T4 producto de infecciones mixtas Escoge mutaciones con fenotipo similar Una placa lítica 107 de partículas virales Produjo mutaciones puntuales y por deleción

11. A A m1 m2 rII- m1 rII- m2 E. coli B m2 A A salvaje doble mutante m1 m2 Demostración de recombinación intragénica A m1 Forma placas en E. coli K(λ) No forma placas en E. coli K(λ)

12. A A A A m2 m2 m1 m1 rII- m1 rII- m2 E. coli B E. coli B Demostración de recombinación intragénica: Control No forma placas en E. coli K(λ)

13. m Mutación puntual fuera de los límites de la deleción m Deleciones solapadas Deleciones no solapadas Mapeo por deleciones de la región rII de T4 Mutación puntual dentro de los límites de la deleción No puede recombinar Toda la progenie es mutante No forman placas en E. coli K(λ) Es posible producir fagos salvajes por recombinación que forman placas en E. coli K(λ)

14. CONTROL PB 242 A 105 1272 1241 P T I 638 J 3 1010 (Seg A1) DAP 56 (Seg A2) G 171 (Seg A3) F 16 (Seg A4) 548 (Seg A5) G 16 (Seg A6) 326 (Seg B) CONTROL Mapeo por deleciones de la región rII de T4 Seymour Benzer Mapeo 1612 mutaciones puntuales

15. 1272 1241 1010 638 Mapa de deleciones detallado de la región rII obtenido por Benzer 1961

16. CONTROL PB 242 A 105 1272 1241 P T I 638 J 3 1010 (Seg A1) DAP 56 (Seg A2) G 171 (Seg A3) F 16 (Seg A4) 548 (Seg A5) G 16 (Seg A6) 326 (Seg B) CONTROL Mapeo por deleciones de la región rII de T4 Seymour Benzer Mapeo 1612 mutaciones puntuales

17. Conclusiones • El gen consiste en diferentes partes que pueden mutar • El número de sitos capaces de mutar = al número de nucleótidos • Las mutaciones en diferentes partes del gen pueden recombinar y producir alelos salvajes • Hay recombinación entre nucleótidos • Un gen es un conjuntos lineal de nuclótidos consistente con el modelo de la doble hélice para el ADN

19. rII- m1+m2 rII+ E. Coli K(λ) Prueba de complementación CIS-TRANS CIS A B A B m2 m1+m2 m1 diploides Mutaciones rII- recesivas lisis Dominantes No hay lisis