Cap. 14 Mappe genetiche in batteri e batteriofagi. Pp. 399-428

Riassunto

• Tre forme di trasferimento di materiale geentico nei procarioti: trasformazione, coniugazione, trasduzione

• Esperimenti di Lederberg

• Fattor F, ceppi Hfr

• Cicli fagici

• Trasduzione generalizzata e specializzata

Definizioni

•Terreno minimo: una fonte di C organico, sali minerali•Terreno completo: terreno minimo + vitamine, tutti i nucleotidi e tutti gli amminoacidi•Prototrofo: ceppo capace di crescere su terreno minimo•Auxotrofo: ceppo che per crescere richiede uno o più amminoacidi e proteine, in aggiunta al terreno minimo

Es. di genotipo: gly+gua+ ile adeNon ha bisogno di glicina e guanina, ma cresce solo in presenza di isoleucina e adenina

Ci sono forme di scambio genetico (sessualità) nei batteri: trasformazione

Ceppi di pneumococco IIS trasformano ceppi IIIR

Meccanismo della trasformazione

Dimostrazione della ricombinazione in E. coli (Lederberg e Tatum 1946)

Coniugazione

Perché avvenga la coniugazione è necessario contatto fisico fra i due ceppi

Tubo di Davis, nessun ricombinante

Fattore F, ceppi F+ ed F-

Un ceppo può trasferire parte del suo DNA (ceppo donatore, F+) se è dotato di un plasmide: fattore F. I ceppi che ne sono privi sono ceppi accettori, F-.

Il fattore F contiene i geni per la formazione di un pilus.

Ricombinazione a carico del fattore F

F

La ricombinazione avviene se, occasionalmente, il fattore F ha incorporato per crossing-over alcuni dei geni del cromosoma del ceppo donatore: ceppi lfr, low frequency of recombination

pilus

Incorporazione nel fattore F di alcuni geni del cromosoma del ceppo donatore

Attraverso la coniugazione cambiano le caratteristiche sessuali del ceppo accettore

Attraverso la coniugazione cambiano le caratteristiche sessuali del ceppo accettore

Ceppi in cui il fattore F è integrato nel cromosoma sono ceppi Hfr

(high frequency of recombination)

Segue ricombinazione fra il cromosoma Hfr e quello F-

Ricombinazione in Hfr x F-

Nella coniugazione fra Hfr ed F-, il fattore F è trasferito per ultimo

Si può utilizzare questa particolarità per la mappatura genetica

Ricapitolando:

F- X F- Non c’è coniugazioneF+ x F+ Non c’è coniugazioneF+ x F- Coniugazione, F- F+, ricombinazione rara

Hfr x F- Coniugazione, a volte F- Hfr, ricombinazione frequente

Mappatura per coniugazione interrotta

Ciclo dei batteriofagi o fagi

I ceppi batterici sono soggetti a infezione da parte di specifici fagi:Per Escherichia coli: T2, T4, T6 e λ

Ciclo litico o lisogenico dei batteriofagi

profago

Ciclo litico o lisogenico dei batteriofagi

Trasduzione: trasferimento di DNA fra batteri, mediato da fagi

Trasduzione generalizzata

Trasduzione specializzata

Mappa genetica di E. coli

Riassunto

• I batteri possono scambiarsi tratti di DNA tramite trasformazione, coniugazione e trasduzione

• La trasformazione non richiede un contatto fra ceppi batterici vivi, la coniugazione sì

• La sessualità nella coniugazione è determinata dalla presenza e dalla localizzazione di un fattore F

• Esperimenti di interruzione della coniugazione permettono di mappare genomi batterici

• La ricombinazione batterica può anche essere mediata da batteriofagi: trasduzione generalizzata e specializzata