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)
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
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
GENETICA BATTERICA
TECNICHE DI PIASTRAMENTO
Conta dei batteri in una sospensione (titolazione)
La tecnica del replica plating per l identificazione di mutanti auxotrofi
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
UN ESPERIMENTO PER STABILIRE SE I BATTERI SONO IN GRADO DI SCAMBIARSI INFORMAZIONE GENETICA Progenie con fenotipo selvatico
Lederberg & Tatum
IL TRASFERIMENTO DI MATERIALE GENETICO NECESSITA DI UN CONTATTO TRA I BATTERI
IL TRASFERIMENTO DI MATERIALE GENETICO AVVIENE ATTRAVERSO UNA STRUTTURA CHE FUNZIONA DA PONTE TRA DUE BATTERI
IL TRASFERIMENTO DI MATERIALE GENETICO E ASIMMENTRICO (Hayes) Streptomicina Streptomicina A X B + -
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
IL FATTORE F F + F -
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 10-5 -10-8 Hfr X F - molti ricombinanti 10-3 -10-5 F - X F - nessun ricombinante Hfr X F + nessun ricombinante
L ESPERIMENTO DELLA CONIUGAZIONE INTERROTTA (JACOB)
Il trasferimento ad alta frequenza del ceppo Hfr può essere spiegato dall integrazione del fattore F nel cromosoma batterico
HFR F- GFP
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
L ordine con cui i geni vengono trasferito da un Hfr dipende dal punto di inserzione del fattore F nel cromosoma
Meccanismi di coniugazione mediati dal fattore F Hfr F + Merozigote
IL FATTORE F
La ricombinazione nei batteri richiede due crossing over
La ricombinazione nei batteri non è un processo simmetrico: un prodotto della ricombinazione viene perduto. Esogenote, merozigote
Mappatura genetica nei batteri mediante coniugazione
TRASFORMAZIONE
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
I batteriofagi: cosa hanno a che fare con la genetica?
Il ciclo litico di un batteriofago
Conta dei batteriofagi in una sospensione batterica mediante formazione di placche
Il gene r (lisi rapida) Il gene h (host range
Un incrocio tra batteriofagi
La struttura fine del gene Seymour Benzer 1921-2007 Prima di Benzer il gene viene considerato come l unità minima di mutazione e ricombinazione
Il gene rii del fago T4 E coli B E coli K12 wt piccole piccole rii grandi ----
RICOMBINAZIONE INTRAGENICA?
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
Il risultato di un esperimento di ricombinazione per delezione è solo qualitativo non quantitativo
Le mutazioni non avvengono con la stessa frequenza in tutto il gene esistono dei punti caldi
TEST DI COMPLEMENTAZIONE
IL CISTRONE DEFINITO DAL TEST DI COMPLEMENTAZIONE E L UNITA GENETICA FONDAMENTALE
Trasmissione di informazione genetica tra batteri: 3. LA TRASDUZIONE
MAPPATURA UTILIZZANDO LA FREQUENZA DI COTRASDUZIONE
BATTERIOFAGI TEMPERATI
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.
INDUZIONE ZIGOTICA Vengono traseriti soltanto i geni che entarano nel ricevente prima del profago
TRASDUZIONE SPECIALIZZATA
SOMMARIO