coniugazione batterica - bio.unipd.it 1.pdf · batterica . come si coltivano batteri in laboratorio...
TRANSCRIPT
Come si coltivano batteri in laboratorio
Terreno minimo: acqua, sali inorganici, fonte di carbonio Batteri prototrofici: crescono in terreno minimo Batteri auxotrofici: Incapaci di crescere in terreno minimo, se non complementato da altre sostanze
Genoma batterico: - Non delimitato da membrana - Singolo cromosoma circolare - Quasi totale assenza di sequenze non
codificanti - Non avviene la meiosi
Le cellule figlie sono sempre uguali alle cellule madri? Esiste un qualche tipo di “unione sessuale”?
Per caso Hayes (‘53) scopre un altro tipo di passaggio di informazione: una variante del ceppo originale che non produce ricombinanti quando incrociata al ricevente. La coniugazione e’ diseguale: Una cellula e’ donatore (di una parte del materiale genetico), l’altra (mutante) e’ solo ricevente, esiste una sorta di asimmetria sessuale. In contatto con ceppi wild-type, il difetto era recuperato: Fattore di fertilita’ (F) era trasmissibile.
F e’ un plasmide, che esprime geni per la generazione del pilo. Si duplica con replicazione rotante, in cui trasferisce un singolo filamento e una copia rimane in donatore
Il fattore F è un PLASMIDE Molecola di DNA a doppia elica, circolare Circa 100 kbp Replica in modo autonomo dal cromosoma - origine di replicazione “vegetativa” Contiene geni - per la propria replicazione - per costruire il “pilus sessuale” - per “coniugare”
I ceppi Hfr
Luigi Luca Cavalli Sforza scopre un ceppo F+ con delle particolarità: 1. Incrociato con F- produce un numero di
ricombinanti 1000 volte superiore ad un F+ normale (da qui il nome High Frequency of Recombination)
2. Negli incroci Hfr x F- nessun F- era convertito in F+ o Hfr (diversamente dagli incroci F+ x F-)
F+: met+ x F-: met- = 1/10-7 ricombinanti (ma tutta la popolazione diventa F+) Hfr: met- x F-: met- = 1/10-4 ricombinanti (ma tutta la popolazione rimane F-)
Il ceppo Hfr deriva dall’integrazione del fattore F nel cromosoma batterico à durante la coniugazione il fattore F promuove il trasferimento di materiale cromosomico con alta efficienza à trasforma il cromosoma batterico in un maxiplasmide
I geni del donatore possono essere trasferiti in tutto o in parte nel ricevente; questi possono essere incorporati nel ricevente mediante crossing over (doppio) e quindi ricombinare (creazione di ricombinanti).
DIPLOIDE PARZIALE (ricorda questo nella genetica dell'operatore)
Perché in un incrocio F+ x F si ottengono ricombinanti per i marcatori cromosomici? • In una popolazione di batteri F+ può succedere che il plasmide F si integri nel cromosoma batterico. Questi eventi sono (quasi) casuali e rari (frequenza circa 10-6) • Si producono così cloni indipendenti di cellule “Hfr” mescolate alla stragrande maggioranza di cellule F+. • Solo questa sottopopolazione di batteri “Hfr” è responsabile del trasferimento del cromosoma negli incroci F+x F e quindi della ricombinazione (a bassa frequenza) di marcatori cromosomici.
Coniugazione interrotta (da una agitazione meccanica): gli alleli entravano nel ricevente F- secondo un ordine preciso = si formano meno ricombinanti contenenti i geni più tardivi
nella coniugazione il trasferimento del DNA a singolo filamento inizia da un punto fisso del cromosoma: la ORIGINE, che e’ il punto in cui e’ inserito F. F e’ trasferito per ultimo
Hfr azir tonr gal+ strs X F- azis tons lac- gal- str+
Alle volte il ceppo F fuoriesce con meccanismi simili (ma in ordine inverso) alla sua entrata: alle volte il meccanismo e’ imperfetto che include frammenti di genoma batterico. • Questi plasmidi (F’) sono usati per creare diploidi parziali (per studi di dominanza ed epistasi di un certo gene o gruppo di geni) • I plasmidi sono il modo con cui si trasporta, amplifica e manipola il DNA. ESSENZIALI IN BIOLOGIA MOLECOLARE