background image

Microbial Genetics  

                                Prof. Dr. Mohammad Alfaham   

                                        Dept. of Microbiology 

                                      Baghdad medical College 


background image

Objectives: 

1. Explain the mechanism beyond bacterial antibiotic resistance and 
virulence 

2. Outline the factors responsible for bacterial resistance 

3.Understand how to control the bacterial resistance of antibiotics and its 
action 


background image

The Structure and Replication of Genomes 

Genome – the entire genetic complement of an 
organism 


background image

The Structure of Nucleic Acids 


background image

The Structure of Prokaryotic Genomes 

Contained in two structures 

Chromosomes 

Plasmids 


background image

Prokaryotic Chromosomes 

Main portion of DNA, along with associated proteins 
and RNA, are packaged in 1-2 distinct chromosomes 

Prokaryotic cells have a single copy of each 
chromosome (haploid) 

Typical chromosome – circular molecule of DNA in 
nucleoid 


background image

Plasmids 

Small molecules of DNA that replicate independently 

Carry information required for their own replication, 
and often for one or more cellular traits 

Not essential for normal bacterial metabolism, growth, 
or reproduction 

Can confer survival advantages 


background image

Plasmids 

Many types of plasmids 

Fertility factors 

Resistance factors 

Bacteriocin factors 

Virulence plasmids 

Cryptic plasmids 


background image

Gene Function 

Genotype – set of genes in the genome 

Phenotype – physical features and functional traits of 
organism 


background image

Prokaryotic mRNA 


background image

Genetic Code 


background image

Mutations of Genes 

Types 

Point mutations (most common) – one base pair is 
affected 

Insertions, deletions, and substitutions 

Frameshift mutations – nucleotide triplets after the 
mutation displaced 

Insertions and deletions 


background image

Effects of Mutation 


background image

Effects of Mutation 


background image

Mutagens 

Radiation 

Ionizing radiation – induces breaks in chromosomes 

Nonionizing radiation – induces pyrimidine dimers 

Chemical mutagens 

Nucleotide analogs – disrupt DNA and RNA 
replication and cause point mutations 

Nucleotide-altering chemicals – result in base-pair 
substitution mutations and missense mutations 

Frameshift mutagens – result in nonsense mutations 


background image

DNA Repair 


background image

DNA Repair 


background image

Genetic Recombination and Transfer 

Horizontal gene transfer – donor contributes part of 
genome to recipient; three types 

Transformation 

Transduction 

Bacterial Conjugation 


background image

Griffith’s Experiments 


background image

Transformation 

Transforming agent was DNA; one of conclusive 
pieces of proof that DNA is genetic material 

Cells that take up DNA are competent; results from 
alterations in cell wall and cytoplasmic membrane that 
allow DNA to enter cell 


background image

Transduction 


background image

Bacterial Conjugation 


background image

Bacterial Conjugation 


background image

Bacterial Conjugation 


background image

Transposons and Transposition 

Transposons – segments of DNA that move from one 
location to another in the same or different molecule 

Result is a kind of frameshift insertion (transpositions) 

Transposons all contain palindromic sequences at each 
end 


background image

Transposons and Transposition 

Simplest transposons are insertion sequences which 
have no more than two inverted repeats and gene for 
transposase 

Complex transposons contain one or more genes not 
connected with transposition (e.g. antibiotic 
resistance) 


background image

Summary: 

The bacterial genome has single chromosome and plasmid. 

Most  bacteria  carried  the  genes  that  responsible  for  virulence  and 

resistance of antibiotics on the plasmid. 

The  process  of  transfer  of  resistance  and  virulence  between  bacterial 

cells are transformation, transduction and conjugation. 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 16 عضواً و 205 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل