Genetica Bacteriana

15/10/2009
GENÉTICA BACTERIANA
GENOMA BACTERIANO
Cromossoma (nucleóide
nucleóide))
Informação genética essencial.
Ácido desoxirribonucléico (DNA).
Disciplina: Microbiologia Geral
Único cromossoma circular, com exceções:
Curso: Nutrição
Ex.
Prof. Renata Fernandes Rabello
Borrelia
(linear)
e
Vibrio
cholerae
(>
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comossoma).
Não está separado dos demais materias celulares por
uma membrana nuclear.
Plasmídeos (DNA extraextra-cromossômico
cromossômico))
Moléculas de DNA de fita dupla circulares que se
replicam independente do cromossoma.
Informação
genética
adicional
(ex.
resistência
antimicrobiana, virulência …).
Tamanho e no de cópias variáveis.
Célula eucariótica
Plasmídeos incompatíveis.
Célula procariótica
Características conferidas por plasmídeos:
Plasmídeos promícuos (em diferentes espécies).
No
citoplasma
ou
integrados
ao
cromossoma
(epissoma).
fertilidade (plasmídeo F, E. coli);
Elemento genético móvel.
virulência (ex. toxinas, enzimas, proteínas de
superfície);
Conjugação:
principal
resistência antimicrobiana (plasmídeos R);
mecanismo
plasmídeos entre bactérias.
de
transferência
de
bacteriocinas;
outros.
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ALTERAÇÕES NO GENOMA
Cura:
eliminação de plasmídeos;
Mutações.
espontânea ou através de vários tratamentos.
Transferência de genes:
transformação;
Emprego na pesquisa.
conjugação;
transdução;
Mutação pontual.
MUTAÇÃO
Alteração herdável na sequência de bases do DNA.
Espontânea (erros na replicação do DNA) F.
Induzida (agentes mutagênicos):
Mutações mais significativas (deleção, substituição,
inserção ou inversão).
Mutante genótipo ≠ da célula parenteral (selvagem).
químicos (ex. análagos de bases);
Genótipo conjunto de genes de um organismo.
físicos (ex. radiações);
Fenótipo conjunto das características observáveis.
biológicos (ex. transposons).
MUTAÇÕES PONTUAIS
Mutante:
genótipo ≠ da célula parenteral e o mesmo fenótipo
genótipo e fenótipo ≠ da célula parenteral;
Ex.
Cepa selvagem
Transcrição
Sensível a quinolonas
Mutação
DNA girase/topoisomerase
Tradução
(duplicação do DNA)
Cepa mutante
Cepa mutante
Sensível a quinolonas
Resistente a quinolonas
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EXPERIMENTO DE GRIFFTH
TRANSFORMAÇÃO
(DÉCADA DE 20)
DNA na forma livre é incorporado por uma célula
Cepas rugosas
(avirulentas)
Cepas lisas
(virulentas)
Cepas lisas
mortas
Cepas lisas mortas e
rugosas vivas
Streptococcus pneumoniae
receptora.
GP e GN (ex. S. pneumoniae, N. gonorrhoeae, H. influenzae).
Competência:
proteínas específicas para captação e processamento
do DNA.
Camundongo
vivo
Camundongo
morto
TRANSFORMAÇÃO
Camundongo
vivo
Camundongo
morto
TRANSFORMAÇÃO
DNA transformante
Cromossoma
Doadora
Proteínas de ligação
ao DNA
Proteínas de ligação ao
DNA de fita simples
Nuclease
DNA livre
Proteína RecA
Receptora
Gram-positivas
CONJUGAÇÃO
Competência induzida:
[sais] e temperaturas;
eletroporação (pulsos elétricos);
experimentos de engenharia genética.
Transferência de genes que envolve o contato entre 2
células.
Plasmídeos conjugativos pili sexual.
Célula receptora
Célula doadora
(“fêmea”)
(“macho”)
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CONJUGAÇÃO
CONJUGAÇÃO
(Gram
Gram--negativas
negativas))
Corte em uma das fitas
Pilus sexual
Plasmídeo
conjugativo
Ex. Plasmídeo
F (E. coli),
outros
a) Formação do pilus sexual e corte de
uma das fitas do plasmídeo
b) Transferência de uma das fitas do plasmídeo
para célula receptora e replicação de DNA na
cúla doadora.
c) Replicação da fita de DNA transferida
na célula receptora.
d) Finalização do processo de
conjugação.
Obs. Cromossoma bacteriano não demonstrado nas figuras.
Epissoma:
Entre diferentes espécies e gêneros.
integração ao cromossoma do hospedeiro;
transferência de regiões do cromossoma.
Ocorre principalmente entre GN.
Em GP:
Plasmídeo F (E. coli):
não envolve pilus sexual;
F+ (doadora);
feromônios (célula receptora);
F- (receptora);
Hfr (doadora) epissoma, frequência de
agregação de células.
recombinação.
TRANSDUÇÃO
TRANSDUÇÃO
Infecção por um fago
Transferência de DNA de uma célula para outra por
meio de um vírus.
Cromossoma
Transdução generalizada
Ciclo lítico
Transdução especializada
Ciclo lisogênico
Bacteriófago (fago).
Partícula transdutora
GN e GP (mas nem todas).
Partícula transdutora
Fagos T4 na superfície de uma E. coli
Transdução especializada.
Recombinação
Transdução generalizada.
Célula transduzida
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Transdução generalizada:
TRANSDUÇÃO
DNA derivado de qualquer região do cromossoma;
substitui genoma viral.
Transdução especializada:
vírus temperados;
DNA de uma região específica do cromossoma
integra-se ao DNA viral.
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