Microbiologia. virus procarioti eucarioti (funghi, alghe)

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1 Microbiologia virus procarioti eucarioti (funghi, alghe) 10 9 anni fa eubatteri archebatteri Caratteristiche dei batteri Piccole dimensioni Mobili Semplici dal punto di vista strutturale Un unico cromosoma circolare (quasi sempre)

2 Quante cellule ci sono nel corpo umano? 170 cm Volume del corpo umano ~1.36 *10 17 um 3 40 cm Volume di una cellula ~ 3 *10 3 um 3 Numero di cellule del corpo umano ~4.36 *10 13

3 I batteri che popolano il corpo umano Il corpo umano è fatto di 5*1013 cellule 1014 batteri ~1000 specie diverse ~ 2 kg di batteri

4 GENETICA BATTERICA

5 TECNICHE DI PIASTRAMENTO

6 Conta dei batteri in una sospensione (titolazione)

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8 La tecnica del replica plating per l identificazione di mutanti auxotrofi

9 CARATTERISTICHE PECULIARI DELL ANALISI GENETICA DEI BATTERI I batteri sono aploidi E non hanno una fase diploide come i funghi I batteri non hanno meiosi

10 UN ESPERIMENTO PER STABILIRE SE I BATTERI SONO IN GRADO DI SCAMBIARSI INFORMAZIONE GENETICA Progenie con fenotipo selvatico

11 Lederberg & Tatum

12 IL TRASFERIMENTO DI MATERIALE GENETICO NECESSITA DI UN CONTATTO TRA I BATTERI

13 IL TRASFERIMENTO DI MATERIALE GENETICO AVVIENE ATTRAVERSO UNA STRUTTURA CHE FUNZIONA DA PONTE TRA DUE BATTERI

14 IL TRASFERIMENTO DI MATERIALE GENETICO E ASIMMENTRICO (Hayes) Streptomicina Streptomicina A X B + -

15 SOMMARIO Incrociando diversi ceppi batterici ed osservando il loro comportamento in esperimenti di coniugazione è stato possibile identificare due classi convenzionalmente chiamati maschi (donatori) e femmine (recipienti). Incrociando ceppi maschi con ceppi femmine la maggior parte delle femmine diventano maschi. I maschi sono instabili e con il tempo possono perdere le loro caratteristiche in esperimenti di coniugazione

16 IL FATTORE F F + F -

17 Hayes identificò un ceppo batterico che era in grado di trasferire geni ad alta frequenza (10-4 ) Hayes chiamò questo ceppo Hfr (Alta frequenza di Ricombinazione) F + X F - pochi ricombinanti Hfr X F - molti ricombinanti F - X F - nessun ricombinante Hfr X F + nessun ricombinante

18 L ESPERIMENTO DELLA CONIUGAZIONE INTERROTTA (JACOB)

19 Il trasferimento ad alta frequenza del ceppo Hfr può essere spiegato dall integrazione del fattore F nel cromosoma batterico

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22 HFR F- GFP

23 DIVERSI CEPPI HFR TRASMETTONO GENI CON UN ORDINE DIVERSO QUESTA OSSERVAZIONE PUO ESSERE SPIEGATA ASSUMENDO CHE IL CROMOSOMA BATTERICO E CIRCOLARE E CHE IL FATTORE F SI PUO INSERIRE IN DIVERSE REGIONI DEL CROMOSOMA

24 L ordine con cui i geni vengono trasferito da un Hfr dipende dal punto di inserzione del fattore F nel cromosoma

25 Meccanismi di coniugazione mediati dal fattore F Hfr F + Merozigote

26 IL FATTORE F

27 La ricombinazione nei batteri richiede due crossing over

28 La ricombinazione nei batteri non è un processo simmetrico: un prodotto della ricombinazione viene perduto. Esogenote, merozigote

29 Mappatura genetica nei batteri mediante coniugazione

30 TRASFORMAZIONE

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32 Mappatura genetica nei batteri mediante trasformazione A B C D E F N G A B C D E F N G A B C D E F N G A B C D E F N G A B Più due geni sono vicini nel cromosoma più è probabile che si abbia cotrasformazione

33 I batteriofagi: cosa hanno a che fare con la genetica?

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35 Il ciclo litico di un batteriofago

36 Conta dei batteriofagi in una sospensione batterica mediante formazione di placche

37 Il gene r (lisi rapida) Il gene h (host range

38 Un incrocio tra batteriofagi

39 La struttura fine del gene Seymour Benzer Prima di Benzer il gene viene considerato come l unità minima di mutazione e ricombinazione

40 Il gene rii del fago T4 E coli B E coli K12 wt piccole piccole rii grandi ----

41 RICOMBINAZIONE INTRAGENICA?

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43 MAPPATURA PER DELEZIONE Incrocio Crescita su batterio selettivo Se la delezione non comprende la regione mutata si ottengono ricombinanti selvatici Se la delezione si sovrappone alla regione mutata NON si ottengono ricombinanti selvatici

44 Il risultato di un esperimento di ricombinazione per delezione è solo qualitativo non quantitativo

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46 Le mutazioni non avvengono con la stessa frequenza in tutto il gene esistono dei punti caldi

47 TEST DI COMPLEMENTAZIONE

48 IL CISTRONE DEFINITO DAL TEST DI COMPLEMENTAZIONE E L UNITA GENETICA FONDAMENTALE

49 Trasmissione di informazione genetica tra batteri: 3. LA TRASDUZIONE

50 MAPPATURA UTILIZZANDO LA FREQUENZA DI COTRASDUZIONE

51 BATTERIOFAGI TEMPERATI

52 Il batteriofago lambda si integra nel cromosoma batterico tra i geni gal e bio I batteri che contengono un profago integrato si chiamano lisogeni e diventano immuni all infezione.

53 INDUZIONE ZIGOTICA Vengono traseriti soltanto i geni che entarano nel ricevente prima del profago

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55 TRASDUZIONE SPECIALIZZATA

56 SOMMARIO