Fundamentos de la Genética Molecular

1. Estructura del ADN

El ADN es una doble hélice compuesta por dos cadenas de polinucleótidos complementarios. Las bases nitrogenadas (Adenina-Timina, A-T, y Guanina-Citosina, G-C) se unen por puentes de hidrógeno. Cada vuelta de hélice abarca 10 pares de bases, con surcos mayor y menor. Esta estructura permite la replicación y la codificación genética.

2. Replicación del ADN

La replicación es un proceso semiconservativo. Las cadenas se separan en la horquilla de replicación. La ADN polimerasa sintetiza nuevas cadenas complementarias. La hebra líder se replica de forma continua, mientras que la hebra rezagada se replica en fragmentos de Okazaki que son unidos posteriormente por la ADN ligasa.

3. Modelo de Jacob y Brenner

La replicación inicia en el origen, adherido al mesosoma. Se replica bidireccionalmente. La separación de los cromosomas hijos ocurre por síntesis localizada de membrana y formación de pared transversal.

4. Transcripción Genética

La ARN polimerasa se une al promotor en la hebra molde. Se sintetiza ARNm complementario a la hebra antisentido. El ARNm lleva la información genética al ribosoma para la síntesis proteica.

5. Traducción Genética

El ribosoma lee el ARNm desde el codón de inicio. Los ARNt aportan aminoácidos según el anticodón. Se forma una cadena polipeptídica hasta alcanzar el codón de parada. Ejemplo: UUU codifica para fenilalanina.

Conceptos Básicos de Herencia y Mutaciones

Fenómenos Fundamentales de la Herencia

1. Herencia o estabilidad de tipo.
2. Variaciones hereditarias.

Mutaciones Genéticas

Las mutaciones se producen por cambios en la secuencia de nucleótidos en la estructura del ADN.

Tipos de Mutaciones

1. Puntuales.
2. De desplazamiento de la fase (frameshift).
3. Grandes deleciones.
4. Duplicaciones en tándem.

Mutaciones Puntuales

1. Transición.
2. Transversión.

Transferencia y Recombinación Genética en Bacterias

Mecanismos de Transferencia

Los principales mecanismos de transferencia y recombinación genética en bacterias son:

1. Transformación.
2. Transducción.
3. Conjugación.

Componentes de la Recombinación

• Exogenoto: Material genético donado.
• Endogenoto: Genoma de la célula receptora.
• Merocigoto: Célula receptora que contiene tanto el exogenoto como el endogenoto.

Definiciones de los Mecanismos (Punto 10)

Transformación

Proceso por el cual una bacteria capta fragmentos de ADN libre del ambiente (proveniente de bacterias lisadas) e incorpora ese material genético a su genoma mediante recombinación homóloga. Requiere proteínas de competencia.

Transducción

Transferencia de ADN bacteriano de una célula a otra mediante un bacteriófago. Puede ser generalizada (cualquier gen) o especializada (genes específicos cercanos al sitio de integración del fago).

Conjugación

Transferencia directa de ADN entre dos bacterias mediante contacto físico a través de un pili sexual (pelo conjugativo). Generalmente involucra plásmidos como el factor F.

Proceso de Transformación Detallado

En Bacterias Gram Positivas

El proceso inicia con la secreción de proteínas de competencia durante la fase exponencial de crecimiento. Estas proteínas inducen la producción de otras proteínas, incluyendo una autolisina que expone la proteína fijadora de ADN en la membrana. El ADN donado se fija mediante una endonucleasa que lo corta en fragmentos de 6 a 8 kilobases. Luego, se separan las dos hebras del ADN y, si existe homología estructural con el ADN de la célula receptora, se integra al genoma, formando un cromosoma recombinante (merocigoto).

En Bacterias Gram Negativas

El ADN homólogo es captado más rápidamente que el heterólogo. El ADN de doble cadena se retiene en estructuras de la membrana llamadas transformasomas. Durante la captación, una de las hebras del ADN se degrada, y la otra entra a la célula. A partir de este punto, el proceso continúa de forma similar al de las Gram positivas, con integración al genoma si hay homología.

Propiedades Codificadas por los Plásmidos

1. Resistencia a antibióticos.
2. Producción de toxinas.
3. Producción de bacteriocinas.
4. Resistencia a metales pesados.

Tipos de Transducción

Transducción Generalizada

Ocurre durante el ciclo lítico. El fago puede empaquetar cualquier fragmento del ADN bacteriano, sin necesidad de una secuencia específica.

Transducción Restringida o Especializada

Ocurre por escisión anormal del profago durante el ciclo lisogénico. El fago arrastra consigo genes bacterianos adyacentes al sitio de integración, generando partículas defectivas.

16. Fases de la Transducción Generalizada

1. Adsorción del fago a la célula bacteriana.
2. Inyección del ADN viral.
3. Degradación del ADN bacteriano y replicación del ADN viral.
4. Empaquetamiento accidental de ADN bacteriano en la cápside viral.
5. Infección de una nueva célula y recombinación genética si hay homología.

17. Fases de la Transducción Restringida o Especializada

1. Integración del profago al cromosoma bacteriano.
2. Escisión anormal del profago, arrastrando genes bacterianos.
3. Replicación del ADN viral con genes bacterianos incluidos.
4. Empaquetamiento en cápsides virales defectivas.
5. Infección de una nueva célula y posible integración del ADN bacteriano.

18. Causas de Transducción Abortada

1. Falta de homología estructural entre el ADN transferido y el genoma de la célula receptora.
2. Persistencia del ADN como bicatenario sin integración, lo que impide su replicación y transmisión a la progenie.

19. Fases de la Conjugación Bacteriana

1. Formación del pili sexual por la célula F⁺.
2. Contacto entre la célula donante (F⁺) y la receptora (F⁻).
3. Formación del poro de conjugación y transferencia de una hebra de ADN plasmídico.
4. Síntesis de la hebra complementaria en ambas células.
5. Separación de las células, ambas con copia del plásmido y factor F.

Etiquetas: ADN, bacterias, Conjugación, mutaciones, replicación, traducción, transcripción, Transferencia Genética