UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECNCAVO DA BAHIA-UFRB

CENTRO DE CINCIAS AGRRIAS, AMBIENTAIS E BIOLGICAS - CCAAB

Adailson Feitoza

Dezembro/2011

GENTICA MICROBIANA

GENTICA

Cincia da hereditariedade

GENOMA

Toda informao gentica em uma clula

CROMOSSOMOS

Estruturas contendo DNA

GENES

Segmentos de DNA que codificam produtos

funcionais

DNA

Composto orgnico, cujas

molculas contm as instrues

genticas que coordenam o

desenvolvimento e

funcionamento de todos os

seres vivos e alguns vrus.

CDIGO GENTICO

Conjunto de regras que determina como uma

sequncia de nucleotdeos convertida na

sequncia de aminocidos de uma protena.

Boa parte do metabolismo celular est

relacionado traduo da mensagem

gentica.

GENTIPO E FENTIPO

Gentipo: composio gentica, a

informao que codifica todas as

caractersticas particulares do organismos.

Fentipo: propriedades reais, expressas,

como a capacidade do organismo de

realizar uma reao qumica em particular.

DNA E CROMOSSOMOS

-Tipicamente possuem um

nico cromossomo circular;

- Aderido membrana

plasmtica em um ou vrios

pontos;

FLUXO DA INFORMAO GENTICA

REPLICAO DO DNA

- Estrutura complementar das

sequncias de bases compreenso da replicao;

- Uma fita pode agir como molde para

produo de outra;

- Presena de diversas protenas com

funes especficas;

Principais Caractersticas da Replicao

- Ocorre desenrolamento e sntese simultneos do DNA

em um local denominado forquilha de replicao;

- Em E. coli a replicao comea com o desenrolamento

do local oric (nica origem de replicao em E. coli);

- Os filamentos parentais tm sentidos opostos e a

replicao do DNA semiconservativa;

- Ambos os filamentos so sintetizados no sentindo 5 3;

- Um filamento de DNA feito de fragmentos (lagging), o

outro sintetizado de modo contnuo (leading)

Enzimas da Replicao

RNA E SNTESE PROTICA

Transcrio: Informao gentica do DNA

copiada em uma sequncia complementar

de bases no RNA

Traduo: sntese de protena a partir da

informao contida no RNA.

Transcrio

- Realizada por um complexo enzimtico cuja enzima

chave RNA polimerase;

- Esse processo ocorre em trs etapas principais: a

iniciao, o alongamento e o trmino;

- A transcrio em eucariontes bem mais complexa que

em procariontes;

- No RNA a ser sintetizado, o acar a ribose e

aparecer Uracil ao invs de Timina.

Existem trs tipos de RNA:

RNA mensageiro (mRNA)

(molde para sntese de protena)

RNA transportador (tRNA)

(leva aminocidos sob forma ativada para

o ribossomo)

RNA ribossmico (rRNA)

(principal componente do ribossomo)

Etapas da Transcrio:

- A sntese de RNA comea em regies do DNA chamadas

de promotoras;

- Em procariotos, duas dessas regies so conhecidas

como sequncias de consenso. So elas: 5 TATATT 3 e 5 TTGACA 3.

- Nos eucariotos a principal regio promotora conhecida

como TATA box;

Incio:

- Durante essa fase, o RNA recm-sintetizado pareia-se

temporariamente com a fita molde de DNA, formando um

hbrido curto RNA-DNA;

- Uma vez iniciada, a transcrio segue numa velocidade

de aproximadamente 50 nucleotdeos por segundo,

estando a RNA polimerase ligada fita molde de DNA at

encontrar o sinal de trmino da transcrio;

Alongamento:

Trmino:

- O final da transcrio um processo bem controlado no

qual sequncia tpicas (sinas de trmino) indicam o local

para a finalizao da sntese dessa molcula;

- Ocorre formao de uma estrutura em grampo. Esse

acontecimento desencadeia os seguintes eventos:

1- Parada da RNA polimerase;

2- Destruio parcial do hbrido RNA-DNA (proporcionando

instabilidade da regio que permanece ligada);

3- Dissociao do RNA nascente da enzima RNA polimerase;

4- Restabelecimento da regio dupla fita do DNA;

5- Liberao da RNA polimerase da fita molde do DNA.

Transcrio em Eucariontes:

Traduo

- Processo responsvel pela sntese protica, necessita de

uma interao coordenada entre mais de uma centena de

macromolculas;

- A linguagem do mRNA est em forma de cdons, AUG,

GGC, AAA....

*cdons senso; *cdons anti-senso; *cdon de iniciao

- Ocorre em trs etapas:

incio, alongamento e trmino

REGULAO DA EXPRESSO GNICA

BACTERIANA

Controle de sntese de enzimas e outras molculas

- Os fatores determinantes para sntese e manuteno de

uma protena em uma clula so:

1- concentrao de mRNAs;

2- frequncia com que esses mRNAs so traduzidos;

3- prpria estabilidade da protena produzida.

Enzimas Constitutivas

- A taxa em que cada etapa da sntese protica ocorre

depende, parcialmente, do controle gentico interno e,

parcialmente, do ambiente qumico externo.

Enzimas Induzidas

Enzimas Constitutivas

So aquelas cuja quantidade na clula NO

influenciada por mudanas ambientais

(nutricionais, temperatura, etc.)

Enzimas Induzidas

So aquelas cuja expresso VARIA de

acordo com as condies da clula (genes

regulados)

Organizao de unidades transcricionais- Operons

- Em bactrias, muitos genes que codificam enzimas de

uma mesma rota metablica, esto localizados lado a lado

no cromossomo;

- Regulados em conjunto controlados coordenadamente;

- Operon: unidade de expresso gnica (genes estruturais

e elementos que controlam a sua expresso):

1- Promotor (ligao da RNA polimerase);

2- Operador (ligao de protenas regulatrias);

3- Genes estruturais (regio codificadora).

mRNA Policistrnico

- Cada regio do mRNA pode ser traduzido de forma

independente:

a) prprio stio de ligao de ribossomos;

b) cdon de iniciao;

c) cdon de terminao.

- Modelo coordenado de transcrio:

a) todos os genes so transcritos

b) nenhum gene transcrito

Represso e Induo

- Regulam a transcrio do mRNA e, consequentemente, a

sntese de enzimas a partir dele (formao e quantidade);

Represso

- Inibe a expresso gnica e diminui a sntese das

enzimas;

- Mediada por protenas reguladoras (repressoras) bloqueiam a capacidade da RNA polimerase de iniciar a

transcrio dos genes reprimidos;

Induo

- Ativa a transcrio de um gene ou genes;

- substncia que atua induzindo a transcrio

denominada indutor (enzimas induzveis);

1- Estrutura do Operon: (P, O,

Genes estruturais e gene

regulador);

2- Ausncia da lactose protena repressora ligada ao

stio do operador RNA polimerase no pode

transcrever;

3- Presena da lactose indutor alolactose desligamento da protena

repressora transcrio pela RNA polimerase.

1- Estrutura do Operon: (P, O,

Genes estruturais e gene

regulador);

2- Ausncia do triptofano protena desligada do stio do

operador RNA polimerase transcreve normalmente;

3- Presena do triptofano ligao com a protena

repressora protena ativa bloqueio da transcrio.

MUTAO: ALTERAO NO MATERIAL

GENTICO

- Alterao na sequncia de bases do DNA;

- Essa alterao sempre desvantajosa?

1- Mutao malfica

2- Mutao neutra

3- Mutao benfica

Tipos de Mutao

1- Substituio de bases (mutao de ponto): substituio

de uma nica base por outra em um ponto da sequncia do

DNA;

* Mutao missense:

substituio de

aminocidos na protena

sintetizada;

* Mutao anti-senso:

cria um cdon de parada

no meio de um mRNA.

2- Mutaes de troca de fase de leitura (frameshift): um ou

alguns pares de nucleotdeos so deletados ou inseridos no

DNA.

Mutagnicos

Mutagnicos Qumicos

- cido nitroso: A C

- Altera o DNA em localizaes aleatrias

Mutagnicos Qumicos

- Anlogo de Nucleosdeo: molculas estruturalmente

similares s bases nitrogenadas;

- Erros no pareamento de bases.

Radiao

- Raios X e Raios Gama:

radiao ionizante podem causar

ruptura do grupo fosfato com o

acar do DNA perdas de pares de bases mudana de fase de leitura;

- Luz ultravioleta (UV): formam

ligaes covalentes nocivas

entre certas bases dmeros de timina graves danos ou morte celular;

TRANSFERNCIA GENTICA E

RECOMBINAO

- Recombinao gentica: refere-se troca de genes entre

duas molculas de DNA, para formar novas combinaes de

genes em um cromossomo.

- Contribui para a diversidade

gentica de uma populao, que a

fonte de variao evolutiva;

Transferncia gnica vertical:

- Ocorre quando os genes so passados de um

organismo para seus descendentes

Transferncia gnica horizontal:

- Processo em que um organismo transfere material

gentico para outra clula que no sua descendente;

- Envolve uma clula doadora e uma clula receptora;

- Transformao, conjugao e transduo.

Transformao:

- os genes so transferidos de uma bactria para outra

como DNA nu em soluo;

Conjugao:

- Transferncia de DNA diretamente de uma bactria

doadora para uma receptora atravs de um tubo de

protena denominado pilus sexual;

Transduo:

- DNA bacteriano transferido

de uma clula doadora para

uma clula receptora dentro

de vrus que infecta bactrias

(bacterifago ou fago);

Plasmdeos e Transposons:

- So elementos genticos que fornece mecanismos

adicionais para a alterao gentica.

Plasmdeos

- Fragmentos de DNA que so auto-replicativos,

circulares, contendo genes, 1 a 5% do tamanho do

cromossomo bacteriano;

- Produo de toxinas, produo de pilinas, molculas de

interao entre bactrias e hospedeiros, resistncia a

antimicrobianos, produo de bacteriocinas....

Transposons:

- So pequenos segmentos de DNA que podem se mover

(ser transpostos) de uma regio de uma molcula de DNA para outra.

- Podem conter genes de

resistncia a antibiticos;

- Podem afetar a integridade

de seus genes alvos;