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Microbiología médica herencia y mutación de bacterias
People's Health Publishing House, novena edición "Microbiología médica" Capítulo 4 Herencia y mutación bacteriana, incluido el genoma bacteriano, la mutación genética bacteriana, Transferencia y recombinación de genes, etc.
Editado a las 2024-03-11 11:37:33,
- プロジェクト管理プロセステンプレート
プロジェクトマネジメントとは、専門的な知識、スキル、ツール、方法論をプロジェクト活動に適用し、限られたリソースの制約の中で、プロジェクトが設定された要件や期待を達成、またはそれ以上にできるようにするプロセスである。 この図は、プロジェクトマネジメントプロセスの8つの構成要素を包括的に示したものであり、一般的なテンプレートとして利用することができる。
- プロジェクト管理プロセステンプレート
プロジェクトマネジメントとは、専門的な知識、スキル、ツール、方法論をプロジェクト活動に適用し、限られたリソースの制約の中で、プロジェクトが設定された要件や期待を達成、またはそれ以上にできるようにするプロセスである。 この図は、プロジェクトマネジメントプロセスの8つの構成要素を包括的に示したものであり、一般的なテンプレートとして利用することができる。
- 科学者-銭雪仙
世界的に著名な科学者、航空力学者、中国有人宇宙飛行の創始者、中国科学院および中国工程院の院士、「二元一星勲章」受章者、「中国宇宙飛行の父」、「中国ミサイルの父」、「中国自動制御の父」、「ロケットの王」として知られる。 中国宇宙の父」、「中国ミサイルの父」、「中国自動制御の父」、「ロケット王」として知られる。
Microbiología médica herencia y mutación de bacterias
- プロジェクト管理プロセステンプレート
プロジェクトマネジメントとは、専門的な知識、スキル、ツール、方法論をプロジェクト活動に適用し、限られたリソースの制約の中で、プロジェクトが設定された要件や期待を達成、またはそれ以上にできるようにするプロセスである。 この図は、プロジェクトマネジメントプロセスの8つの構成要素を包括的に示したものであり、一般的なテンプレートとして利用することができる。
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- 科学者-銭雪仙
世界的に著名な科学者、航空力学者、中国有人宇宙飛行の創始者、中国科学院および中国工程院の院士、「二元一星勲章」受章者、「中国宇宙飛行の父」、「中国ミサイルの父」、「中国自動制御の父」、「ロケットの王」として知られる。 中国宇宙の父」、「中国ミサイルの父」、「中国自動制御の父」、「ロケット王」として知られる。
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- Resumen
Herencia y mutación bacteriana.
2. Mutaciones de genes bacterianos
Reglas de mutación y mutación.
Mutación genética
definición
Cambios en la estructura genética causados por sustitución, inserción o eliminación de pares de bases de ADN.
Tipo de cambio de par de bases
reemplazo
Clasificación
Convertir
Cambios purina-purina, pirimidina-pirimidina
transversión
Cambios purina-pirimidina, pirimidina-purina
como resultado de
mutación silenciosa
mutación sin sentido
mutación sin sentido
insertar
como resultado de
mutación con desplazamiento de la pauta de lectura
Desaparecido
como resultado de
mutación con desplazamiento de la pauta de lectura
Características básicas de la variación bacteriana.
Es más probable que las mutaciones causen cambios fenotípicos.
Rápido y puede causar variación fenotípica en un corto período de tiempo.
La ley de la mutación genética.
mutaciones espontáneas en genes
definición
de forma natural
probar
prueba de fluctuación
significado
Demuestra la aleatoriedad y espontaneidad de las mutaciones.
análisis de experimentos
Si se produce resistencia después de la exposición al fago.
El número de colonias resistentes contenidas en soluciones bacterianas en diferentes tubos de ensayo debería ser básicamente el mismo.
Si la resistencia ocurre antes de que las bacterias estén expuestas al fago.
El número de colonias resistentes contenidas en soluciones bacterianas en diferentes tubos de ensayo difiere significativamente.
Resultados experimentales
Los fagos sólo desempeñan un papel de detección.
Características
Baja tasa de mutación
mutaciones inducidas en genes
definición
La tasa de mutación de las bacterias se puede aumentar mediante inducción artificial
Características
Alta tasa de mutación
mutación y selección
Revestimiento de réplica
significado
probar
Las mutaciones son espontáneas y aleatorias.
Las mutaciones resistentes ocurren antes de la exposición a los antibióticos, y los antibióticos solo sirven para detectar mutantes resistentes.
Mutaciones de reversión y supresoras.
conocimiento de fondo
Tipo salvaje
Cepas no mutadas aisladas de la naturaleza.
tipo mutante
Una cepa que ha cambiado un determinado rasgo en comparación con la cepa de tipo salvaje.
mutación directa
Las bacterias cambian de tipo salvaje a tipo mutante
mutación inversa
La cepa mutante puede restaurar rasgos de tipo salvaje después de una segunda mutación
Características
A menudo mutaciones de reversión fenotípicas.
Clasificación
Mutación al genotipo original.
Otra mutación genética compensa el fenotipo original
mutación supresora
supresión intragénica
Las mutaciones supresoras ocurren en diferentes ubicaciones dentro del mismo gen.
supresión intergénica
Las mutaciones supresoras ocurren en diferentes genes.
Bacterias mutantes y aislamiento.
3. Transferencia y recombinación de genes
conocimiento de fondo
transferencia de genes
El proceso de mover el ADN de un lugar a otro en el genoma.
Transferencia horizontal de genes (transferencia genética lateral, LGT)
El ADN puede transferirse de un organismo a otro, integrándose en los cromosomas y cambiando la composición de su información genética.
Características
Puede ocurrir entre organismos estrechamente relacionados, distantes o incluso no relacionados.
En relación con la transferencia vertical de genes (herencia)
Principales métodos de transferencia horizontal de genes.
transformación
definición
El proceso en el que las bacterias receptoras ingieren directamente fragmentos de ADN de bacterias donantes (exógenos) y adquieren nuevos rasgos genéticos.
factores determinantes
Competencia de las bacterias receptoras para la transformación.
Experimentos relacionados
experimento de griffith
proceso basico
Principales factores que afectan la eficiencia de conversión.
La distancia de la relación genética (el genotipo de la bacteria donante y receptora)
Cuanto más estrecha sea la relación, mayor será la tasa de conversión.
Estado fisiológico de la bacteria receptora.
Durante el proceso de transformación, las bacterias receptoras sólo pueden ingerir fragmentos de ADN extraños en un estado fisiológico competente.
factor ambiental
conjugación
definición
La forma en que las bacterias se comunican entre sí a través de pili sexuales y transfieren material genético de las bacterias donantes a las bacterias receptoras.
plásmido conjugativo
Función de codificación
incompatibilidad
El plásmido F no se puede transferir a las bacterias F
Síntesis y ensamblaje de pili sexuales.
Mantener la estabilidad durante la conjugación y el apareamiento bacteriano.
Corta el ADN rotado y facilita la transferencia de hebras a las bacterias receptoras.
Algunos plásmidos conjugativos también median en la transmisión de plásmidos no conjugativos o partes del cromosoma.
Clasificación
Plásmido F (plásmido de fertilidad)
El mecanismo de la “conjugación” mediada por el plásmido F
proceso basico
El ADN monocatenario ingresa a las bacterias F a través del puente de conjugación del pilus sexual
Recombinación de alta frecuencia (Hfr)
definición
El plásmido F se integra en el cromosoma bacteriano y media la transferencia de genes de alta frecuencia en el cromosoma bacteriano del huésped.
Características
El plásmido F en Hfr puede mediar la transferencia de su propio cromosoma a otra bacteria F
Durante el proceso de conjugación, el plásmido F finalmente ingresa a la bacteria receptora.
La probabilidad de que la bacteria receptora obtenga el ADN plasmídico F completo de la bacteria Hfr es muy baja.
Hfr también tiene pelos sexuales.
La integración del plásmido F en cepas Hfr es reversible
a veces se desprende del cromosoma, lo que permite a la bacteria terminar el estado Hfr
plásmido F'
definición
El plásmido F desprendido del cromosoma también puede portar un fragmento de ADN adyacente al sitio de integración, que se denomina plásmido F'.
Plásmido R (factor de resistencia infecciosa)
composición
Factor de transferencia de resistencia (RTF)
Características
Funcionalmente similar al plásmido F
codificación pili
Determinar la replicación, conjugación y transferencia de plásmidos.
determinante de resistencia (r-det)
Características
Pueden ser múltiples genes de resistencia.
Función
determinar la resistencia bacteriana
Características
RTF y r-det pueden integrarse juntos o existir por separado
Función de la transmisión de genes resistentes a medicamentos sin conjugación cuando están presentes solos
transducción
definición
Mediado por fagos (que utilizan fagos como portador), el fragmento de ADN de la bacteria donante se transfiere a la bacteria receptora. Después de la recombinación, la bacteria receptora adquiere algunos de los rasgos genéticos de la bacteria donante.
Clasificación
transducción universal
Tipo de fago (todos disponibles)
bacteriófago virulento
bacteriófago templado
Condiciones de ocurrencia
Errores de ensamblaje durante el ensamblaje de maduración de fagos.
periodo de ocurrencia
fase lítica
mecanismo
Dos resultados
transducción completa
El fragmento de ADN de la bacteria donante se integra en el cromosoma de la bacteria receptora mediante recombinación homóloga y se hereda de forma estable a medida que el cromosoma se replica.
transducción del aborto
El ADN de la bacteria donante está libre en el citoplasma y no puede replicarse ni transmitirse.
Características
A menudo ocurre entre bacterias de la misma especie.
Debido a la especificidad del huésped por los fagos.
Ejemplo
Principales modos de transmisión de resistencia en Staphylococcus aureus
transducción localizada
tipo de fago
bacteriófago templado
Condiciones de ocurrencia
El profago se desvía cuando se desprende del cromosoma bacteriano del huésped (o quita parte del ADN bacteriano del huésped)
periodo de ocurrencia
lisogenia
mecanismo
Características
Sólo ocurre entre bacterias de la misma especie.
Debido a la especificidad del huésped por los fagos.
Los genes transducidos se limitan a los genes bacterianos del donante en ambos lados del profago.
Contraste: transducción universal
供体菌染色体DNA任何部位或质粒
La frecuencia de transducción es mayor que la transducción universal.
Hay consecuencias de la transducción abortiva debido a la transducción universal.
Las principales comparaciones y diferencias entre ambos.
interruptor lisogénico
Un método de transducción localizada (?)
definición
Después de que el fago templado infecta a la bacteria huésped, se integra con el genoma bacteriano en forma de profago, convirtiendo a la bacteria huésped en una bacteria lisogénica, adquiriendo así ciertos rasgos biológicos codificados por el gen del fago.
Ejemplo
4. La importancia práctica de la variación genética bacteriana en medicina
Aplicación en diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades.
Aplicación en la determinación de carcinógenos.
Aplicaciones en epidemiología
Aplicación en ingeniería genética.
1. genoma bacteriano
Principales componentes del genoma bacteriano.
cromosoma bacteriano
Características
Sin membrana nuclear, nucleolo, nucleoplasma amorfo.
Haploide, puede ser circular o lineal.
Los cromosomas de la mayoría de las bacterias (>90%) son ADN bicatenario de doble hélice circular simple (ADNds).
ADNbc
环状双螺旋双链DNA
Alta "tasa de utilización"
Los genomas bacterianos contienen menos secuencias no codificantes.
Alrededor del 90% de los genes codificantes.
El gen es contiguo y no tiene intrones.
Los genes funcionalmente relacionados a menudo forman operones (operones)
Los genes estructurales tienen una sola copia, mientras que los genes de ARNr tienen múltiples copias.
Satisfacer las necesidades de las bacterias para un rápido crecimiento y reproducción.
Contenido de GC específico de cada especie
El contenido de GC (porcentaje) de diferentes cromosomas bacterianos es diferente
Ejemplo
El contenido de GC del ADN exógeno en la parte media es significativamente menor que el de la secuencia insertada en ambos lados (los dos ADN tienen una especificidad de especie obvia)
Isla patógena bacteriana (PAI)
definición
Se refiere a la presencia de fragmentos de ADN exógeno en el genoma de bacterias patógenas que codifican factores relacionados con la virulencia o patogenicidad bacteriana (como factores de adhesión y toxinas, etc.)
Características
flanqueado por repeticiones o secuencias de inserción
Contenido específico de GC y sesgo de uso de codones.
uno o varios
transferencia horizontal
Relativamente pequeño
plásmido
definición
Moléculas de ADN ds circulares extracromosómicas
Características
Tienen la capacidad de replicarse independientemente y existir en el citoplasma.
Es ADNds circular cerrado o lineal, libre o integrado en cromosomas bacterianos (?)
Llevan genes que no son esenciales para las actividades de la vida bacteriana.
Confieren características biológicas específicas a las bacterias hospedadoras.
Como fertilidad, resistencia a los medicamentos, patogenicidad y cambios metabólicos, etc.
Puede perderse por sí solo o eliminarse mediante procesamiento manual.
Puede transferirse mediante unión, transformación, etc.
Base de clasificación y clasificación.
¿Se puede transmitir a través de los pelos sexuales?
plásmido conjugativo
Llevan genes implicados en la transmisión conjugativa.
Gran peso molecular
Ejemplo
plásmido F
plásmido R
plásmido no conjugativo
No se puede pasar mediante empalme
Pequeño peso molecular
Número de copias en la bacteria huésped (número de copias del plásmido: el número de plásmidos idénticos contenidos en cada bacteria)
plásmido estricto
Replicación y sincronización cromosómica.
Número de copias bajo, solo unas pocas
Mayor peso molecular
plásmido relajado
La replicación no está sincronizada con los cromosomas.
Número de copias elevado
Pequeño peso molecular
Compatibilidad de plásmidos
incompatibilidad
相关的质粒不能稳定地共存于同一宿主菌的现象
Plásmido compatible
Plásmidos incompatibles
Rasgos biológicos codificados por genes de plásmidos.
Plásmido F o plásmido de fertilidad (plásmido de fertilidad)
codificación pili
Media la transferencia conjugativa de plásmidos entre bacterias.
plásmido de resistencia a los medicamentos
Sus productos codificados están relacionados con la resistencia a una variedad de fármacos antibacterianos y metales pesados.
Clasificación
Plásmido R (plásmido de resistencia conjugativa)
La transferencia de genes puede ocurrir mediante conjugación.
Características
Más común en G-
Plásmido r (plásmido de resistencia no conjugativo)
Plásmidos que no pueden transmitirse por conjugación bacteriana.
Puede transmitirse entre bacterias mediante transducción de fagos y otros métodos.
Plásmido de virulencia
Codifica factores de virulencia asociados con la patogenicidad bacteriana.
bacteriocinas
Puede codificar varias bacteriocinas.
Ejemplo
plásmido col
colicina que codifica Escherichia coli
plásmido metabólico
Codificación de enzimas relacionadas con el metabolismo.
Plásmido modificado artificialmente
transportador
Genoma del fago integrado en el cromosoma.
información relacionada
Tipos de infección por fagos
ciclo lítico
objeto
bacteriófago virulento
Características
El ADN no se integra en el cromosoma del huésped.
ciclo de lisogenia
objeto
bacteriófago templado
Características
ADN integrado en el cromosoma del huésped.
Conviértete en un profago
Los profagos pueden desprenderse de los cromosomas del huésped.
También puede mediar en la transferencia horizontal de genes bacterianos y participar en la herencia y mutación bacterianas.
Principales estructuras especializadas (elementos móviles) en genomas bacterianos.
conocimiento de fondo
Transposición
definición
Cómo se mueven los elementos genéticos móviles
Clasificación
transposición preservada
Características
La transposasa codificada corta el elemento transponible del sitio original y lo inserta en otros sitios.
translocación replicativa
Características
El elemento transponible hace una nueva copia y la inserta en el nuevo sitio de destino, mientras que la copia original permanece en su lugar.
Características
con aleatoriedad
Elementos transponibles (también conocidos como: genes saltarines)
definición
Es un tipo de secuencia de ADN única que puede cambiar su posición en el genoma de bacterias u otros organismos (cromosomas, plásmidos y genomas de fagos) sin depender de la recombinación homóloga.
No depende de la recombinación homóloga
转座元件的插入位点无需存在同源的核苷酸序列
significado
Conduce a inestabilidad genética y alta tasa de mutación.
Elementos transponibles (también conocidos como: genes saltarines)
Secuencia de inserción (IS)
estructura basica
ambos extremos
medio
Características
El elemento transponible más simple.
No porta ningún gen no relacionado con la función de translocación.
Hay repeticiones invertidas (IR) en ambos extremos.
es el sitio de reconocimiento de la recombinasa
La secuencia intermedia codifica la transposasa y las proteínas reguladoras relacionadas con la transcripción.
transposasa
催化转座元件的整合或解离
Características comunes del EI
IS puede existir de forma independiente o convertirse en parte de un transposón
¿Qué es una secuencia de repetición invertida?
Transposón (Tn)
estructura basica
IS-gen funcional-IS
Ahora mismo
termina en ambos lados
ES
zona media
genes funcionales
Tales como: genes de resistencia a medicamentos, genes de virulencia, etc.
Características
Más grande y complejo que el IS
Clasificación según características estructurales.
transposón compuesto
estructura basica
medio
genes de resistencia a los antibióticos
ambos extremos
Cada uno tiene 1 IS idéntico
transposón de la familia tn3
estructura basica
medio
Genes relacionados con la función de transferencia de Tn.
genes relacionados con la resistencia a los medicamentos
ambos extremos
Sin IS en ambos extremos
Pero contiene entre 20 y 40 repeticiones terminales directas o invertidas.
transposón cigativo
Ni repeticiones terminales invertidas ni repeticiones directas
integrón (en)
unidad básica
3 elementos funcionales
gen de la integrasa (Intl)
Integración y escisión del casete de genes catalíticos.
promotor promotor
sitio de recombinación específico att
posición
cromosoma
plásmido
transposón
Características
Capacidad de capturar e integrar genes exógenos.
Mejorar la adaptabilidad bacteriana.
estructura basica
termina en ambos lados
zona conservadora
medio
región variable
Contiene uno o más casetes de genes.
casete genético
组成
一个结构基因（多为耐药基因）
57-141个碱基对组成
无启动子
conocimiento de fondo
Varios conceptos básicos
herencia
variación
genoma bacteriano
Se refiere a toda la información genética de las células bacterianas.
Incluyendo cromosomas y/o ADN exógeno (plásmidos, parte o la totalidad del genoma del fago) y elementos móviles.
cromosoma
ADN exógeno
plásmido
parte o todo el genoma del fago
elementos movibles
fenotipo
La suma de las características morfológicas y fisiológicas que presentan las bacterias durante su crecimiento en un ambiente externo específico.
Las bacterias con el mismo genotipo pueden exhibir diferentes características en diferentes condiciones.
mutación bacteriana
Variación genética (variación genotípica)
amplitud de variación
células individuales
Características
Puede transmitirse de forma estable a la descendencia.
Variación fenotípica
amplitud de variación
Grupo (la mayoría de los individuos en el mismo entorno)
Características
Los cambios son reversibles y no se pueden heredar.
Clasificación
Variación morfológica y estructural.
variación capsular
mutación de esporas
variación flagelar
Variación de colonia
variación SR
Colonia lisa (S)
Colonia rugosa (R)
razón
Pérdida de polisacáridos específicos de LPS, cápsulas, etc.
mutación tipo L
Variación de virulencia
La virulencia desaparece, se debilita o aumenta.
variantes de resistencia a los medicamentos
Antigenicidad, inmunidad y otras variaciones.