MUTACIONES BACTERIANAS Y SISTEMAS DE REPARACION

MUTACIONES, CURSO DE FISIOLOGIA Y GENETICA

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGICAS DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA Y PARASITOLOGIA MUTACIONES Y SISTEMAS DE REPARACION Dr. Pedro Mercado Martínez CURSO: FISIOLOGIA Y GENETICA BACTERIANA III UNIDAD 1

2. 2 Tipos de mutaciones génicas Resultados y ejemplos Transiciones Pu→Pu o Pi→Pi : Transversiones Pu→Pi o Pi→Pu : Mutación silenciosa Tripletes que codifican para el mismo AA: AAG( arg )→CGG( arg ) Mutación neutra Codifican para AAs equivalentes distintos.AAA ( lys )→AGA( arg ). Ambos son básicos Mutación cambio de sentido Aparece un nuevo triplete que codifica para un AA distinto tipo. La proteína pierde su función. Mutación sin sentido Aparece un triplete de terminación o FIN: CAG( gln )→UAG(FIN) Cambio de fase o pauta de lectura Adición o deleción Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA

3. 3 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Transiciones Transversiones Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA MUTACIONES PUNTUALES TIPOS DE MUTACIONES CROMOSOMICAS

4. 1.- ERRORES EN LA REPLICACIÓN (mutación puntual) T automería : Las formas tautoméricas o enólicas (isómero espontáneo con doble enlace de carbono) muestran apareamientos distintos: A*-C, T*-G,  G*-T y C*-A. Deleciones y duplicaciones grandes : En el gen lac I de E. coli se han detectado deleciones grandes que tienen lugar  entre secuencias repetidas. 4 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA MUTACIONES ESPONTÁNEAS Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA

5. LA TAUTOMERÍA ORIGINA TRANSICIONES 5 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Cambio de «C» x «T» Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA

6. 2.- LESIONES O DAÑOS FORTUITOS EN EL ADN Despurinización : rotura del enlace glucosídico entre una base purina y el azúcar con pérdida de una (A) o de una (G). La consecuencia aparecen sedes Apurínicas . Desaminación : la pérdida de grupos amino. La (C) por desaminación se convierte en (U) que empareja con Adenina (A) produciéndose transiciones. La 5-Metil-Citosina (5-Me-C) por desaminación se convierte en (T). Este tipo de mutación también genera transiciones. 6 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA DESPURINIZACION Es «sacado» una purina. Se produce un “salto” en la replicación. MUTACIONES PUNTUALES

7. 7 c.-Daños oxidativos en el ADN : Los radicales libres del O 2 producen daños en el ADN, y una es la transformación de la (G) en 8-oxo-7,8-dihidro-desoxiguanina (8-oxo-G) que aparea con la Adenina (A). Esta alteración del ADN produce transversiones . Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Guanina Adenina reconoce

8. ELEMENTOS GENÉTICOS TRANSPONIBLES Son secuencias de ADN que cambian de posición dentro del genoma, abandonan el lugar en el que estaban y se produce una delección . Si el elemento genético móvil al cambiar de posición se inserta dentro de un gen se produce una adición (la pérdida de la función de dicho gen). Por consiguiente, los elementos genéticos transponibles producen mutaciones cromosómicas (no puntuales). 8 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA MUTACIONES CROMOSOMICAS Tipos de transposones : Transposón Simple, Secuencia de Inserción o Elemento de Inserción (IS): contienen una secuencia central con información para la transposasa y en los extremos una secuencia repetida en orden inverso. Transposón Compuesto ( Tn ): contienen un elemento de inserción (IS) en cada extremo y una región central que contiene información nueva. Por ejemplo, los Factores de transferencia de resistencia (RTF) a diversos antibacterianos.

9. TRANSPOSÓN SIMPLE Y TRANSPOSÓN COMPUESTO 9 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA

10. TRANSPOSICIÓN CONSERVATIVA Y REPLICATIVA 10 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA VACIA 01 transposon 02 transposon

11. REPARACIÓN DE LOS DAÑOS EN EL ADN Superóxido dismutasa : Catalasa: Gen mutT : codofica enzima que impide la incorporación de la 8-oxo-G al ADN. 1.- SISTEMAS QUE EVITAN LOS ERRORES ANTES DE QUE OCURRAN 11 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA 2.- REPARACIÓN DIRECTA DE LAS LESIONES EN EL ADN Fotorreactivación : La luz UV produce dímeros de pirimidinas (Timinas). La Fotoliasa codificada por el gen phr reconoce en la oscuridad estos dímeros y se une a ellos, que cuando se expone a la luz (mediante un fotón) deshace el dímero de Timinas.

12. 3.- SISTEMAS DE REPARACIÓN POR ESCISIÓN Reparación de los daños de la luz UV: La Endonucleasa uvrABC corta el ADN. La Helicasa II separa las dos hélices y retira 12 nucleótidos. La ADNp -I rellena el hueco producido y la Ligasa sella los extremos . 12 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA

13. 13 Reparación AP: Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Reparación AP: La Endonucleasa AP-I cortan por el extremo 3' y las de la clase II cortan por el extremo 5'. Una exonucleasa elimina entre dos y 4 nucleótidos, la ADN polimerasa I rellena el hueco y la Ligasa sella los extremos.

14. 14 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Reparación de apareamientos incorrectos 4.- REPARACIÓN POSTERIOR A LA REPLICACIÓN

15. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGICAS DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA Y PARASITOLOGIA REGULACION ENZIMATICA Dr. Pedro Mercado Martínez CURSO: FISIOLOGIA Y GENETICA BACTERIANA III UNIDAD 15

16. 16 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado MECANISMOS DE REGULACION ENZIMATICA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA

17. A) Inicio de la transcripción a ) Sustitución del factor sigma de la ARN-polimerasa b ) Por interacción de proteínas regulatorias cercanas al promotor: i. Fenómenos de inducción génica ii. Fenómenos de represión génica 17 TIPOS DE MECANISMOS DE REGULACI Ó N GEN É TICA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA 1. NIVEL TRANSCRIPCIONAL Y SOBRE EL ARNm 2.- NIVEL TRADUCCIONAL . a.- Regulación por ARN antisentido , que interfiere con la traducción del ARNm . 3.- NIVEL POSTRADUCCIONAL . a. Modificación de proteínas ( fosforilación ). b. Regulación alostérica por retroalimentación.

18. Esporulación en bacterias: Durante el crecimiento vegetativo, B. subtilis posee una enzima típica (factor= s A ) que es reemplazada por una ( s F ) y da inicio a la esporulación. La respuesta al choque por calor: si a E. coli se somete a una agresión de altas temperaturas, se produce la inducción de 30 genes de la respuesta al calor que está mediada por una nueva subunidad s ( s H o s 32 ) que desplaza a la s 70 normal. 18 a.- Sustitución del factor “s” de la ARN-polimerasa en bacterias Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Esto hace que se transcriban operones que hasta entonces permanecían “silenciosos” (sin expresión) Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA b.- Por regulación sobre secuencias cercanas al promotor Fenómenos de inducción génica : El inductor es el sustrato de una ruta catabólica. Ejemplo: Regulación del operón lac de E. coli Fenómenos de represión génica : El correpresor es el producto de una ruta biosintética . Ejemplo: Regulación del operón arg y trp de E. coli

19. 19 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Regulación del operón lac de E. coli

20. 20 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Evento normal sin transcripción Evento cuando se agrega lactosa Regulación del operón lac de E. coli Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA

21. 21 Síntesis de Arg normal Se inhibe la síntesis por adición de Arg . Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Regulación del operón arg de E. coli

22. Inhibidor alostérico : impide la unión del sustrato 22 Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA

23. 23 Inhibidor alostérico Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA

24. 24 INHIBICION POR PRODUCTO FINAL Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ Biología Molecular UNS. Post Grado Dr. PEDRO MERCADO MARTINEZ FISIOLOGIA Y GENETICA MICROBIANA