miércoles, 6 de junio de 2012

UNIDAD IX: TRANSFERENCIA DEL MATERIAL GETICO


SEP                        SNEST                 DGEST




UNIDAD IX: 



TRANSFERENCIA DEL MATERIAL GENETICO



QUE PRESENTA:

Arisbeth Salgado Mendoza
09930054


Lic. BIOLOGIA VI "A"


Ciudad Altamirano, Gro. México. MAYO del 2012







INTRODUCCIÓN:




El mecanismo de reproducción habitual en bacterias es la bipartición. Mediante este mecanismo se obtienen dos células hijas, con idéntica información en el ADN circular, entre sí y respecto a la célula madre, y de contenido citoplásmico celular similar. Las células hijas son clones de la progenitora. Por este sistema de reproducción se puede originar una colonia de células con material idéntico; sin embargo, esto no ocurre debido al alto índice de mutaciones que se producen en las bacterias.
La bipartición se produce cuando la célula ha aumentado su tamaño y ha duplicado su ADN. El ADN bacteriano  se une a un mesosoma, que separa el citoplasma en dos y reparte cada copia del ADN duplicado a cada lado. Al final del proceso el mesosoma se ha unido al resto de la membrana plasmática y se han formado dos células hijas genéticamente iguales.

Reproducción parasexual

En ocasiones, la célula bacteriana tiene la oportunidad de intercambiar información genética por procesos de recombinación. Estos procesos son la transformación, la transducción y la conjugación. En estos procesos no hay formación de ningún tipo de gametos, por lo que no es reproducción sexual. 

  • La transferencia es unidireccional, es decir, tiene una determinada polaridad, existiendo células donadoras y células receptoras.

  • La transferencia del genomio de una célula a otra no suele ser total, sino parcial.

  • Parte del material genético, una vez introducido en la célula receptora, sufre inmediatamente un fenómeno de recombinación con el genomio de la receptora. El resto del material de la donadora o no se replica, o se ve destruido.

  • Como se puede deducir, tras los procesos de transferencia genética bacteriana, no surge una diploidía total (como es el caso en eucariotas), sino una diploidíaparcial, que recibe el nombre de merodiploidía. Las células bacterianas diploides parciales reciben la denominación de merodiploides o merozigotos. Además, la merodiploidíasuele ser transitoria.


            Este tipo de intercambio genético unidireccional, con diploidía transitoria parcial, se denomina meromixia, para distinguirlo de la reproducción sexual de eucariotas.

El genomio de la célula receptora se suele denominar endogenote.
La porción de genomio de la cél. donadora que se transfiere se llama exogenote.


OBJETIVOS:


  • Entenderá las bases moleculares del intercambio del material genético entre los diferentes seres vivos para su posterior aplicación.

METODOLOGÍA:

En esta unidad fuimos viendo detenidamente los subtemas y así el profesor iba explicando detalladamente los pasos que se dan a la transferencia del material genético y así posteriormente nosotros y vamos notando lo mas importante o sobresaliente de eso lo cual lo identificare en dicho blogger..


9.1 MECANISMOS DE TRANSFERENCIA NATURAL
9.1.1 TRANSFORMACIÓN



Fragmentos de ADN que pertenecían a células lisadas (rotas) se introducen en células normales. El ADN fragmentado recombina con el ADN de la célula receptora, provocando cambios en la información genética de ésta.
  •   Las bacterias se transmiten material genético através de DNA libre en el medio,elementos episomiales.
  •  La bacteria receptora tiene mecanismos para captar el DNA a través de sus envolturas externas e introducirlo en su cromosoma.
  •   Los genes intracrosomales se recombinan dando lugar a genes mosaico.



9.1.2 CONJUGACIÓN


Este proceso se lleva a cabo si la célula presenta el plásmido F, que contiene la información genética para formar pili, puentes que sirven de unión citoplásmica entre dos bacterias. La célula que presenta el plásmido se denomina F+; la célula que no lo contiene se llama F-. La bacteria F+ (donadora de información) se une a una bacteria F- (receptora) mediante uno de sus pili.
A través de él introduce una hebra del plásmido F, de forma que la bacteria F- se convierte en bacteria F+.En ocasiones el plásmido se introduce en el anillo del ADN bacteriano. Entonces, la bacteria donadora se denomina Hfr (High frequency of recombination). De esta forma la bacteria Hfr puede donar a otras células cualquier gen de su ADN.
  • Se produce cuando dos bacterias tienen contacto entre ellas para intercambiar material genético.
  • Así se transmiten plásmidos, y otros elementos.
  • Durante la conjugación las bacterias donadoras poseen una estructura, conocida como '' pili'' en gram negativos, lo cual hace contacto con la célula receptora.
  • Pasa una cadena de los plásmidos a la bacteria receptora quedando una en la bacteria donadora.
  • Los plásmidos pueden adquirir genes de resistencia por conjugación ( transposones e integrones


9.1.3 TRANSDUCCIÓN


Cuando una célula es atacada por un virus bacteriófago, la bacteria genera nuevas copias del ADN vírico. En la fase de ensamblaje se pueden introducir fragmentos de ADN bacteriano en la cápsida del virus. Los nuevos virus ensamblados infectarán nuevas  células. Mediante este mecanismo, una célula podrá recibir ADN de otra bacteria e incorporar nueva información.
Los bacteriófagos son virus que parasitan bacterias. Tienen una estructura compleja formada por una cabeza, que contiene el material genético, y una cola que consta de unas fibras con las que se anclan a la superficie bacteriana. El material genético del bacteriófago pasa desde la cabeza, a través de la cola, hasta el interior de la bacteria. El material genético del virus se integra dentro del material genético bacteriano y se replica. De esta manera el virus se reproduce y forma nuevos bacteriófagos que acaban provocando que la bacteria se destruya y estalle.
  • Transferencia de información genética de una célula a otra através de un virus.
  • Estos virus se denominan bacteriofagos o fagos.
  • Penetran las membranas y la pared celular de la bacteria para inyectarle su material genético.
  • Durante la replicación del fago, éste puede llevarse material genético de la bacteria huesped,tanto plásmidos como material cromosómico.Luego salen de la bacteria, e infectan a otras, a las cuales les transmite e integran el DNA que llevan.



9.1.5 TRANSFECCION



Es una técnica empleada para introducir fragmentos de ADN adicional en células de mamíferos. El vehículo que transporta el nuevo ADN es un virus capaz de infectar a la célula. La información genética del virus es modificada previamente, sustituyendo genes que codifican proteínas implicadas en la virulencia y en la replicación del virus por genes de interés que se desea insertar en el mamífero. En muchos casos se transfectan genes que codifican proteínas con función terapéutica o genes necesarios para restaurar una deficiencia génica. El ADN modificado se conoce como ADN recombinante. Conviene además incluir en el ADN recombinante un gen que permita la identificación y selección de aquellas células de mamífero que lo hayan incorporado. Muchas veces el gen de selección es un gen que proporciona resistencia a un antibiótico al que la célula de mamífero sea sensible. La introducción correcta del ADN recombinante permitirá la producción de la proteína de interés en el mamífero.



9.2 MECANISMOS DE TRANSFERENCIA ARTIFICIAL:
9.2.1 FÍSICOS

Son  técnicas como la microinyección con una fina aguja de cristal y la electroporación (exposición de las células aun choque eléctrico).

La microinyección: Es una técnica muy potente y eficaz, ya que 1 de cada 5 células consigue incorporar el DNA foráneo de forma permanente. El problema de esta técnica es que exclusivamente se puede inyectar una célula cada vez, y por tanto no es el más recomendable para una terapia médica debido a que es demasiado laboriosa como para obtener un número de células indicadas. Este método que se emplea en la introducción del DNA recombinante en las células embrionarias en el proceso de obtención de animales transgénicos.


La electroporación: Es una técnica que crea o que dota a la membrana de cierta permeabilidad al DNA durante unos pocos segundos debido a una descarga eléctrica. Si la célula o grupo de células sometidas, a dicho choque eléctrico están sumergidas en un medio rico en plásmidos, alguno de ellos puede penetrar en una célula. El problema que suscita este método es que los choques eléctricos no pueden producir los efectos deseados en algunas células y dañarlas o matarlas debido a esta causa.


La biobalística: Es una técnica basada en principios físicos que permite literalmente disparar genes a las plantas. Para ello, el ácido nucleico que codifica los genes de interés se deposita en minúsculas partículas de oro u tungsteno, las que posteriormente son impulsadas por una fuerte columna de un gas (generalmente helio), hasta impactar los tejidos blancos de la especie a transformar. De esta manera, al penetrar las micropartículas la célula blanco, estas alcanzan el núcleo y depositan el ADN que portan transformando la célula con un nuevo gen





9.2.2 QUÍMICOS

Método del fosfato cálcico: Esta basado en la obtención de un precipitado entre el cloruro de calcio y el DNA en una solución salina de fosfatos. En esta situación co-precipitan formando unos agregados que son endocitados/fagocitados por las células. Aparentemente el agregado con calcio protege al DNA de la degradación por las nucleasas celulares. El tamaño y la calidad del precipitado es crítico para el éxito del proceso, que se ve afectado por factores tales como pequeños cambios en el pH de la solución. 


Método del DEAE dextrano: Es la obtención de complejos entre la resina DEAE y el DNA. Los polímeros de DEAE dextrano o polybreno tienen una carga que les permite unirse a las muy negativamente cargadas moléculas de DNA. El DNA acomplejado se introduce en las células mediante choque osmótico mediante DMSO o glicerol. El uso de DEAE dextrano se limita a las transfecciones transientes. 


Método DNA desnudo: El DNA desnudo (técnica en fase altamente experiemtal) es incapaz de entrar en una célula y aún consiguiendo entrar en ellas es rápidamente degradado. La línea de investigación busca incorporar esas secuencias de DNA a un transportador, que le encierra y le lleva hasta la célula Diana en dónde a través de interacciones de membrana se asocia con ella para entregar el material al interior.


Método Péptidos fusiogénicos: Los  péptidos fusiogénicos surgen en una linea de trabajo que nos permita paliar aquellas características del DNA desnudo que nos impiden la entrada. Estos péptidos fusiogénicosa se utilizan para compactar DNA. y de este modo adoptan DNA con proteínas ricas en cargas +, del tipos Histonas. Esto supone una condensación considerable, (visible con MET) ya que el DNA aparece en la forma de partículas de 50-150 nanometros, pero sólo un cierto grado de condensación permite que 1 transportador incluya 1 molécula de DNA. Asimismo la reducción de tamaño del DNA hasta unos 20 nanometros facilitaría el paso a la célula y hasta el núcleo, incrementando su protección contra las nucleases citoplasmáticas. En el proceso de penetración celular, los transportadores sintéticos (si su carga neta es +) interactuan con Aminoazucares de la Membrana plasmáticacon (carga -) para producir la incorporación a la célula en forma de endosomas. Por tanto tenemos un problema más a superar.

Método  de Liposomas:  Los liposomas estan formados por DNA y lipidos no inmunogénicos cargados positivamente (lípidos cationicos). Inicialmente se empezó a trabajar con lípidos no inmunogénicosados, ya que la organización de los lípidos en bicapa podría facilitar el paso a través de la membrana citoplasmática. Aunque estos lípidos no englobaban mucho DNA.
A raiz de esto se crearon los liposomas que superan el problema de la compactación debido a que el DNA se contornea como consecuencia de las cargas positivas de lípidos.







TAREA: LAS BACTERIAS DE DIFERENTES ESPECIES PUEDEN COMPARTIR PLASMIDOS?? (TRANSFORMACIÓN) SI, NO Y POR QUE?? EJEMPLOS:



SI.... ¡¡POR QUE!!.....
Los plásmidos conjugativos forman parte del ADN bacteriano y los plásmidos sólo pueden existir y multiplicarse dentro de una célula. Estos plásmidos aprovechan la maquinaria celular y a continuación se trasladan a otra célula. De este modo la bacteria consigue propagarse. Determinaron el origen de varios plásmidos IncP-1 y su movilidad entre distintas especies de bacterias.  Los plásmidos IncP-1 son "vehículos" de enorme potencia para transportar genes de resistencia a antibióticos entre especies de bacterias. Por tanto no importa demasiado en qué entorno, parte del mundo o especie bacteriana surge la resistencia a antibióticos. Los genes de resistencia podrían desplazarse con facilidad de un entorno de desarrollo original a bacterias capaces de infectar a humanos mediante plásmidos IncP-1 u otros plásmidos con propiedades similares que ejercieran de "vehículos". Los plásmidos se replican y se transmiten independientemente del cromosoma bacteriano. La replicación y la transcripción de los plásmidos dependen de las proteínas de su hospedero.






CONCLUSIÓN:
Hemos concluido que en esta unidad establecimos todos los puntos indicados vistos por el profesor y analizados por nosotros el cual comprendimos como se lleva acabo la transferencia del material genetico asi como sus mecanismos de transferencia natural y artificial. 


BIBLIOGRAFIA:
  •     http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/17transforma.htm
  •      http://www.revista.unam.mx/vol.7/num11/art89/nov_art89.pdf
  •      http://microral.wikispaces.com/3.+Gen%C3%A9tica+bacteriana.
  •  http://comunidadbiomedica.blogspot.mx/2011/05/bacterias-y-resistencia-antibioticos-la.html
  •      http://es.scribd.com/doc/75710578/Biologia-Taller





No hay comentarios:

Publicar un comentario