Genética Bacteriana - DBM

IX Semana de Biologia da UFPB
GENOMAS PROCARIÓTICOS
Mini-curso
Laboratório de Genética de Microrganismos - DBM
Generalidades
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Generalidades
► Comparação de células eucarióticas e procarióticas
Tipos de Elementos Genéticos
Células Eucarióticas
● Procariotos:
Células Procarióticas
▬ As bactérias: Eubactérias (E. coli),
● Vários cromossomos
complexos com histonas
Algas Azul-esverdiadas;
▬ As Archaea: Arqueobactérias
● Cromossomo
único e circular
● Presença de íntrons
metanogênicas;
● Raros íntrons
● Mitocôndrias/Cloroplastos
▬ Termófilas extremas Æ 600ºC;
▬ Halófitas extremas Æ 25% NaCl;
Plasmídos
Vírus
Transposons
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Generalidades
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Organização Genética dos Genomas Procarióticos
► E. Coli Æ 2.400 Genes
Célula bacteriana
Célula animal
► Organização: Nucleóide Æ DNA + Proteína
► Plasmídios
► Replicação dos Plasmídios
a) Replicação de entidades independentes
b) Replicação de epíssomo integrado
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
Microbiologia de Bactérias Gram-positivas: Uma Abordagem Etnofarmacológica
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Tipos de Plasmídios
Transposons
► Plasmídios de Fertilidade (F);
► Genes de resistência Æ Tn1amp
► Plasmídios de Resistência (R);
► Elementos de inserção
► Plasmídios de COL Æ Genes Colicinas;
POR QUE EXISTEM ELEMENTOS DE TRANSPOSIÇÃO?
► Plasmídios Degradativos;
DNA Egoísta
► Plasmídios de Virulência;
► Aumenta a taxa de mutação da célula
► Adaptação
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Recombinação Æ Transferência Gênica
Aspectos Genéticos da Resistência
Bacteriana a Drogas
1 – Transformção
2 – Transdução
3 – Conjugação
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Generalidades
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Ação dos Antimicrobianos
QUIMIOTERÁPICOS x ANTIBIÓTICOS
► Origem dos principais antibióticos
Microrganismos
Produtores
Antibiótico
Penicillium
Penicilinas
Cephalosporium
Cefalosporina
Streptomyces
Estreptomicina, neomicina, canamicina,
tobramicina, cloranfenicol, eritromicina,
rifampicina, vancomicina, tienamicina
Micromonospora
Gentamicina, sisomicina
Bacilus
Polimixinas, bacitracina
Chromobacterium
Aztreonam
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► Bacteriostática
► Bactericida
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Histórico
Resistência bacteriana a drogas
1928 – Alexander Fleming Æ Penicilina
► Resistência natural Æ Ex. Escherichia coli Æ benzilpenicilina
1935 – Gerhard Domark Æ Sulfa
1940 – II Guerra Mundial Æ Antibióticos “Balas Mágicas”
► Resistência adquirida Æ Ex. E. coli Æ ampicilina
1940 – Menos que 1% dos S. aureus Æ Resistentes a Penicilina
1946 – 60% Produtores de Penicilinases
“O antibiótico não induz resistência. A resistência
adquirida é um fenômeno espontâneo da bactéria,
sendo os antimicrobianos apenas agentes seletores
de amostras resistentes.”
► Estreptomicina, Tetraciclinas, Cloranfenicol, Eritromicina,
Penicilinas semi-sintéticas
▬ RESISTÊNCIA NA ERA PRÉ-ANTIBIÓTICA ▬
Streptomyces
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Bactérias que preocupam
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As causas da resistência
Bactéria
Resistência a
antimicrobianos
Doenças
principais
Staphylococcus aureus
Todos
Infecção de feridas,
sistêmicas e
endocardites
Enterococcus
Vancomicina,
aminoglicosídeos,
cefalosporinas, penicilinas
Infecção de feridas,
urinária, sistêmicas e
endocardite
Mycobacterium
tuberculosis
Aminoglicosídeos,
isoniazina, rifamicina,
pirazinamida
Tuberculose
Streptococcus
pneumoniae
Aminoglicosídeos,
penicilina, cefalosporinas,
cloranfenicol, tetraciclina
Pneumonia, meningite
Haemophilus influenzae
Cloranfenicol, penicilina,
tetraciclina, trimetoprim
Meningite, pneumonia
Pseudomonas ssp.
Imipenem, quase todos
Pneumonia, infecções
► Capacidade de adaptação ao novo ambiente Æ Variabilidade
genética gerada por mutação e mecanismos de transferência
● Condições que favorecem a seleção e disseminação de genes de
resistência aos antibióticos
► Uso abusivo dos antimicrobianos nos hospitais
► Venda livre/Aquisição direta pelo doente (Automedicação)
► Indicação indiscriminada por médicos
► Uso como aditivo em ração animal
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Cell wall synthesis
As causas da resistência
► A tecnologia do DNA recombinante Æ organismos transgênicos Æ
vetores plasmídios
► Pressão seletiva natural de muitos antibióticos (fungos e
bactérias)
► Exposição a outros agentes seletivos como mercúrio
► Fatores atuais:
Maior imunodepressão (decorrente da AIDS, quimioterapia
anticâncer e maior freqüência de transplantes)
► Modernos meios de transportes
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Como salvar os antimicrobianos
► Medidas tecnológicas
● A busca de novos antimicrobianos
● Modificar ou rejuvenescer drogas já existentes
● Obtenção de vacinas por técnicas convencionais ou moleculares
► Medidas ecológicas
● Admitir que a resistência bacteriana é sério problema de SAÚDE
PÚBLICA (F=G + A)
● Adotar ações que reduzam o uso dos antimicrobianos:
▬ Só usá-los se indispensável Æ Diagnóstico
▬ Realizar ANTIBIOGRAMAS
▬ Programas de vigilância hospitalar e comunitária
▬ Usar vacinas que aumentem as defesas do organismo e reduzam as
necessidades de drogas
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Controle infecção hospitalar
Seleção de linhagens
resistentes as antimicrobianos
Transferência de genes de
resistência para patógenos e
não patógenos
Falha da droga e aumento
do custo do tratamento
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Controle laboratorial do tratamento das
infecções bacterianas
► Determinação da sensibilidade das bactérias aos
antimicrobianos
● Antibiograma com discos/Método de difusão em placas
● Determinação da concentração inibitória mínima (CIM ou MIC)
Inóculo
Placa ágar
Plaqueamento
Discos
24-48h
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