Tema 4-5 Organització del genoma en procariotes

Generalidades

• La base de datos GOLD contiene información de genomas secuenciados de procariotas, incluyendo arqueas y bacterias.
• El análisis de genomas completos de bacterias y arqueas muestra que el genoma es dinámico y diverso.
• Existe poca conservación del orden génico, excepto en algunos operones.
• La organización y el contenido del genoma pueden variar significativamente entre individuos de la misma especie.
• La transferencia horizontal de genes es un proceso crucial en la evolución de los genomas procariotas.
• Los elementos transponibles están presentes en los genomas
• Los procariotas pueden explorar nuevos nichos gracias a la adquisición de DNA extranjera, reordenaciones genómicas, duplicaciones génicas y mutaciones.

Procariotas con cromosomas lineales

• Algunos procariotas, como Streptomyces, Borrelia y Agrobacterium, tienen cromosomas lineales.
• Estos cromosomas tienen estructuras similares a los telómeros.

Características básicas de los genomas procariotas: contenido genético

• Los genomas procariotas son compactos, con poca conserva-ción del orden génico.
• Las grandes diferencias en la estructura genómica entre especies cercanas o incluso dentro de una misma especie son frecuentes.
• Las reordenaciones en el genoma están asociadas al DNA repetitivo y la recombinación.
• Los operones son conjuntos de genes adyacentes con secuencias reguladoras comunes, lo que permite que se expresen como una sola unidad.
• Los operones son comunes en los genomas procariotas, con ejemplos como el operón triptófano de E.coli, que contiene genes para la síntesis de triptófano.
• Un operón puede contener genes relacionados con diferentes funciones.
• Los genomas procariotas son más relajados que los de los virus, con pocos genes superpuestos, aunque algunos pueden solapar ligeramente.
• Los genomas procariotas son más compactos que los de los eucariotas, con pocas regiones intergénicas, algunas secuencias repetidas, pocos genes repetidos y, generalmente, sin intrones.

Tamaño del genoma

• Los genomas más grandes suelen pertenecer a especies de vida libre o con capacidades especiales, como la esporulación en B. subtilis o la fijación de nitrógeno en B. japonicum.
• Los genomas más pequeños son comunes en parásitos obligados y simbiontes.

Organización del genoma

• Un genoma procariota típico consiste en una molécula de DNA circular (cromosoma principal) y elementos extracromosómicos no esenciales (plásmidos autónomos).
• Algunas bacterias tienen dos o más cromosomas, lo que se conoce como genomas multipartitos o segmentados.
• Algunos plásmidos llevan genes esenciales.
• Las moléculas de DNA en procariotas se clasifican en: cromosoma, crómido y plásmido.