Microbial Biology II Módulo: Protozoários

TEÓRICA 8
DOCENTES:
Prof. Helena Galvão
(responsável – componente teórico)
Prof. Margarida Reis
(componente prático)
GENÉTICA BACTERIANA – Conceitos e Definições
 Definição bioquímica de gene: segmento de ADN que determina via transcrição a
sequência de nucleótidos numa molécula de ARN ou pelo processo de transcrição
e tradução a sequência de aminoácidos numa proteina.
 Um gene só é reconhecível através de mutação, quando a sua expressão sofre
alteração.
 A maioria de genes bacterianos estão localizados numa única molecular circular
de ADN ou cromossoma. O cromossoma de E. coli mede 1mm de circunferência e
tem peso molecular de 2.56 x 109 dalton, o que corresponde a 3.8 x 103 Kb (kilos
pares de bases). Um gene bacteriano mede ca. 1.1Kb, portanto o cromossoma da
E. coli codifica ca. 3,500 genes, dos quais ca. ½ são conhecidos.
 Genoma bacteriano inclui 1 cromossoma + plasmídio(s). Plasmídios são pequenos
aneis de ADN (10s a 1000s Kb) contendo informação genética suplementar (ex:
produção de pigmentos de protecção, toxinas, resistência a antibióticos, indução
de tumores em plantas). E. coli tem ca. de 300 plasmídios diferentes.
 Operão: agrupamento de genes no cromossoma bacteriano que codifica conjunto
de funções metabólicas relacionadas permitindo mecanismo de regulação
genética mais eficaz.
CROMOSSOMAS BACTERIANOS
Peso molecular cromossómico
proporcional à complexidade metabólica
nas bactérias (ex: E. coli anaeróbia
facultativa possui cromossoma 2x maior
que Desulfobrio sp. anaeróbia obrigatória
Mapas cromossómicos
circulares exibindo
localização de genes e
operões marcada em
min. (duração da
passagem para outra
célula por conjugação)
Operão sentido de
leitura
Escherichia coli
Bacillus subtilis
MUTAÇÕES – Macrolesões e microlesões
Transições: purina substituída por purina;
Macrolesão: alteração afecta vários
pares de bases
Transversões: alteração afecta 1 só par e
bases
Frame shift (+1 & -1): inserção ou eliminação
de 1 par de bases altera padrão de leitura
pirimidina substituída por pirimidina
Transversões: purina substuída por
pirimidina & vice versa.
N.B. purinas: Adenina & Guanina
pirimidinas: Citosina, Timina & Uracilo
Agentes mutagénicos físicos (radiação
ultravioleta, raios X, rad. γ) e químicos
(aminopurina, nitrosoguanidina,
hidroxilamina)
RECOMBINAÇÃO GENÉTICA NAS BACTÉRIAS
 Definição: troca de material nucleico entre 2 células; existem 3 vias de
recombinação genética nas bactérias:
 Transformação: fragmentos de ADN ou plasmídios libertados no meio exterior são
incorporados por bactérias competentes em estado transformável da mesma
espécie ou não; processo importante no meio aquático/marinho.
 Transdução: fragmentos de ADN são transferidos duma célula para outra através
dum vector fágico (transdução generalizda ou especializada); na transdução
generalizada, qualquer fragmento do cromossoma bacteriano em degradação
pode ser incorporado por lapso no capsídio do fago durante a fase de montagem;
na transdução especializada, fragmentos específicos do cromossoma bacteriano
são incorporados por erro na excisão do profago durante a fase lítica do fago
temperado.
 Conjugação: fragmentos de plasmídios ou plasmídios específicos são transferidos
para outra célula através duma ligação (pilus ou pelo sexual)
TRANSFORMAÇÃO
N.B. Transformação estável
com integração do fragmento
no cromossoma;
transformação sem sucesso
com degradação do fragmento
TRANSDUÇÃO GENERALIZADA
N.B. Transferência estável
com integração do fragmento
no cromossoma recipiente;
transferência sem sucesso
com degradação do
fragmento
TRANSDUÇÃO ESPECIALIZADA
N.B. Fago com DNA da célula
hospedeira infecta nova célula e
integra material nucleico
viral+DNA de célula dadora no
cromossoma da bactéria
recipiente ou por “crossover”
integra apenas DNA de célula
dadora.
CONJUGAÇÃO na Escherichia coli
Pilus sexual
Célula dadora F+ possui
factor ou plasmídio F que é
replicado e transferido para
célula recipiente F- através
de ligação (pilus sexual)
transformando-a numa
célula F+
CONJUGAÇÃO – Células Hfr
N.B. Localização de genes nos
mapas cromossómicos obtida
através de interrupção em
intervalos de tempo diferentes
no processo de transferência
do plasmídio de células Hfr
Plasmídio F integra-se por “crossover” no
cromossoma da célula recipiente F+ denominada
Hfr (High frequency recombination) porque ao
iniciar nova conjugação com célula F-, replica o
plasmidio F mais fragmentos adjacentes (circulos
vermelhos) do seu cromossoma transferindo-os
para célula F-