Genetica di virus e batteri

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• Trasformazione : l’ uccisione di una cellula non distrugge il DNA che mantiene le sue proprietà, nel caso penetri in una nuova cellula batterica.

• Coniugazione : due cellule batteriche entrano in contatto tramite una struttura detta sex pilus che permette il trasferimento di materiale genetico (plasmidi).

• Trasduzione (conversione fagica) : il trasferimento genetico èmediato da batteriofagi, sono virus capaci di infettare i batteri, può essere ristretta o generalizzata.

Genetica battericaGenetica batterica

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CONIUGAZIONECONIUGAZIONE•• Il plasmide può contenere anche geni che inducono lIl plasmide può contenere anche geni che inducono l’’antibiotico antibiotico

resistenza.resistenza.•• Donatori HFR: si tratta di batteri che hanno il plasmide integraDonatori HFR: si tratta di batteri che hanno il plasmide integrato (ma to (ma

possono possono revertirerevertire), fanno una copia del loro cromosoma che viene ), fanno una copia del loro cromosoma che viene passato al batterio ricevente, comunque in questo passaggio che passato al batterio ricevente, comunque in questo passaggio che si si realizza in poco tempo il fattore F non viene trasferito per cuirealizza in poco tempo il fattore F non viene trasferito per cui i i riceventi rimangono Friceventi rimangono F--. Comunque le cellule riceventi acquisiscono . Comunque le cellule riceventi acquisiscono altre caratteristiche veicolate dal plasmide.altre caratteristiche veicolate dal plasmide.

•• Il fattore R responsabile di questa trasmissione Il fattore R responsabile di questa trasmissione èè trasferibile per tutti trasferibile per tutti gli enterobatteri. Questo plasmide contiene sia geni che codificgli enterobatteri. Questo plasmide contiene sia geni che codificano ano per la resistenza che geni che codificano per il sex per la resistenza che geni che codificano per il sex piluspilus. (fattore R e . (fattore R e fattore TF transfer fattore TF transfer factorfactor).).

•• I plasmidi sono elementi trasmissibili che possono contenere ancI plasmidi sono elementi trasmissibili che possono contenere anche he informazioni che riguardano il metabolismo e linformazioni che riguardano il metabolismo e l’’assunzione delle assunzione delle sostanze.sostanze.

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CONIUGAZIONECONIUGAZIONE

•• La coniugazione avviene tramite una particolare struttura detta La coniugazione avviene tramite una particolare struttura detta ““piluspilus”” attraverso il quale cattraverso il quale c’è’è un passaggio di porzioni di DNA.un passaggio di porzioni di DNA.

•• La differenza tra cellula donatrice e ricevente La differenza tra cellula donatrice e ricevente èè nella presenza di un nella presenza di un plasmide (DNA circolare plasmide (DNA circolare extracromosomialeextracromosomiale) che ) che èè indipendente indipendente nella replicazione rispetto al DNA cromosomico. Il plasmide nella replicazione rispetto al DNA cromosomico. Il plasmide contiene lcontiene l’’informazione genetica per codificare il plasmide.informazione genetica per codificare il plasmide.

•• Il plasmide può anche essere integrato nel DNA Il plasmide può anche essere integrato nel DNA cromosomalecromosomale((episomaepisoma).).

•• Le cellule che hanno una copia del fattore F (plasmide) sono Le cellule che hanno una copia del fattore F (plasmide) sono dette F + , quelle che non hanno il plasmide Fdette F + , quelle che non hanno il plasmide F--. .

•• Il donatore fa una copia del fattore F per trasferirlo in batterIl donatore fa una copia del fattore F per trasferirlo in batteri che non i che non ll’’hanno.hanno.

•• Esistono numerosi plasmidi che possono rimanere allEsistono numerosi plasmidi che possono rimanere all’’interno della interno della cellula batterica in assenza del fattore F.cellula batterica in assenza del fattore F.

Cellula Hfr• Se il plasmide F si integra nel

cromosoma della cellula batterica

• Il plasmide può trasferire una porzione del cromosoma batterico da una cellula all’altra

LABORATORIO LABORATORIO DIDIMICROBIOLOGIA DFCMICROBIOLOGIA DFC

Plasmidi R

• Le farmaco-resistenze che si instaurano in seguito a modificazioni genetiche possono essere distinte in:

• CROMOSOMICHE : dovute a mutazioni spontanee – bassa frequenza

• EXTRACROMOSOMICHE:controllate da Plasmidi trasmissibili da un organismo all’altro- elevata frequenza

Plasmidi contengono i geni che possono inattivare un antibiotico (per esempio il gene della beta lattamasicomunemente si diffondono attraverso plasmide e fornisce la resistenza agli antibiotici B-lattamici, come la penicillina

Trasformazione

• Un batterio cattura dall’ambiente extracellulare un filamento di DNA appartenuto ad un altro batterio morto

• Si modifica il patrimonio genetico

LABORATORIO LABORATORIO DIDIMICROBIOLOGIA DFCMICROBIOLOGIA DFC

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TRASDUZIONETRASDUZIONE

•• Materiale genetico può essere trasferito da batterio a batterio Materiale genetico può essere trasferito da batterio a batterio mediante batteriofagi o virus.mediante batteriofagi o virus.

•• La trasduzione può essere La trasduzione può essere generalizzata quando il batterio infettato quando il batterio infettato viene lisato, parti del DNA batterico vengono inglobate dai viene lisato, parti del DNA batterico vengono inglobate dai fagifagineosintetizzatineosintetizzati, in una successiva infezione caratteristiche del DNA , in una successiva infezione caratteristiche del DNA del batterio possono comparire in altri batteri infettati.del batterio possono comparire in altri batteri infettati.

•• La trasduzione di tipo La trasduzione di tipo ristretto prevede lprevede l’’inclusione del DNA virale in inclusione del DNA virale in quello cromosomico, (ciclo lisogeno), in un secondo tempo si ha quello cromosomico, (ciclo lisogeno), in un secondo tempo si ha la la lisi del batterio, con fuoriuscita dei lisi del batterio, con fuoriuscita dei fagifagi maturi che maturi che conterranoconterranoallall’’interno del loro Dna materiale genetico batterico. interno del loro Dna materiale genetico batterico.

•• La conversione La conversione fagicafagica èè un tipo di particolare trasduzione che un tipo di particolare trasduzione che comporta lcomporta l’’acquisizione di nuove caratteristiche da parte di una acquisizione di nuove caratteristiche da parte di una specie batterica, specie batterica, C. diphteriae dopo infezione con fago beta produce tossina difterica. (ce (ce FAGO BETAFAGO BETA tossina botulinica in ceppi di tossina botulinica in ceppi di C. C. botulinumbotulinum))