Genetica en Genomica Hoofdstuk 8 – UHasselt – Academiejaar – Samenvatting genetica van bacteriën en virussen

H8: inleiding tot de genetica van bacteriën en virussen
Prokaryoten Eukaryoten
 Meestal oneindige groei  Elke dochtercel moet zelfde
 Koppeling tussen transcriptie en eigenschappen krijgen als parentale cel
translatie  Groei en celdeling stopt meestal bij
 Regulatie via splicing mechanismen NIET volwassen organisme
mogelijk


1. Genetische analyse van bacteriën
E. coli zeer geschikt voor wetenschappelijk onder zoek omdat:
- komt wereldwijd voor
- gemakkelijk te kweken in vloeibaar medium OF op vaste voedingsbodem
- heeft hoog delingsratio (1 deling/ 25 min)
- is haploïd (mutatie heeft direct effect op fenotype)
- eenvoudig om mutanten te identificeren en isoleren uit populatie van wild-type
bacteriën  gebruik maken van verandering in omgevingsfactoren

Kolonie= zichtbare cluster van genetische identieke cellen
 Hoe een bacteriekolonie maken in labo?
 verdunningsreeks van bacteriën maken
 gekend volume uitsmeren op Agar voedingsbodem
 petriplaten incuberen op 37°
 aantal kolonies tellen
 omzetten in Colony-Forming-Units (cfu) per mililiter

 selectiedruk:
 wanneer we mutanten in een kolonie willen onderscheiden van de andere
cellen door verandering in omgevingsfactoren ➝ ontstaan selectiedruk
 enkele mutanten die aangepast zijn aan de selectieve omstandigheden zullen
kunnen vermenigvuldigen

 auxotroof: kunnen geen essentiële nutriënten aanmaken
 prototroof: wild type data alle nodige nutriënten kan aanmaken
 replica plating: kolonies testen op hun groei vereisten

2. Transfer van genetische materiaal tussen bacteriën
 CONJUGATIE
 Ontdekking van conjugatie in E. coli
= directe opname van DNA
 cellen van A en B worden gemixt
 kolonies vormen zich op het minimale medium
--> ze kunnen nu essentiële bestanddelen maken
 kolonies = recombinante product van de uitwisseling
van genetisch materiaal tussen de strengen




Fig: Lederberg en Tatum experiment tonende dat
seksuele recombinatie plaatsvind tussen 2 E. coli cellen

,  Plasmiden
= cirkelvormige DNA-moleculen die zich onafhankelijk van het bacteriële
chromosoom vermenigvuldigen
 bevatten vaak antibiotica resistentiegenen
 gebruikt in genetische manipulatie

 De sex factor F
F = vruchtbaarheidsfactor = noodzakelijk voor maken van pili
F+-cel = F factor aanwezig in vorm van plasmide (donor)
F—cel = F-factor niet aanwezig (acceptor)
Hfr-cel = F-factor aanwezig en ingebouwd in bacterieel chromosoom
F-pili= aanhangsel die 2 cellen met elkaar verbinden om zo delen van hun
DNA uit te wisselen
Origin (O)= regio waar DNA transfer naar de acceptor begint

 Conjugatie:
= transfer van F-factor
① donor (F+) en acceptor (F-) paren door vorming verbindingsbrug = pilus
② knik in origin van 1 streng van de F-factor  start replicatie
③ geknikte streng via pili naar receptor
④ enkelstrengs worden verdubbeld (rolling cycle*)
⑤ transfer en DNA-synthese voltooid  acceptor = F+
* rolling cycle
 begint met knip die gebeurt in
1 van de 2 DNA strengen
 1 van de strengen geopend
 daar komt DNA-polymerase op 5’➝3’
 andere streng wordt weggeduwt
--> komt terecht ini dochtercel
 wat loskomt wordt ook gekopieerd
--> via Okazakifragmentjes




 High-frequency recombinatie van stammen van E.coli
Episoom= plasmiden die in staat zijn in het bacterieel chromosoom te
integreren
 door de F-factor genen kunnen hfr-cellen conjugeren met F- cellen
--> F+ x F-




① F+ cel