genetica bacteriana

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Ângela Veras

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Microbiologia

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Ângela Veras

Sumário

Genética Definição

DNA DNA Bacteriano

Definição

Replicação

Transcrição

Tradução

Código Genético

Variabilidade Alterações Fenotípicas

Alterações Genotípicas

Mutações

Recombinação

Transformação

Transdução

Conjugação

Ângela Veras

Objetivos de Aprendizagem

Analisar os processos que levam a alterações fenotípicas e genotípicas nas bactérias;

Explicar os mecanismos de troca de material genético entre bactérias;

Discutir sobre as mutações e recombinações e sua importância na variabilidade genética das bactérias;

Compreender a importância evolutiva da variabilidade genética na aquisição de fatores de virulência e de resistência a antimicrobianos.

Ângela Veras

Genética Bacteriana

Ângela Veras Estrutura do DNA

Genética

• Estuda a herança e a

variabilidade de um

organismo.

DNA

• Transporta a

informação genética

Genótipo • Potencial hereditário total do

DNA.

Gen

• Sequência do DNA

que codifica uma proteína

Fenótipo

• Expressão do genótipo.

Cr Cromossomo Bacteriano

Cromossomo único Circular DNA de fita dupla Ex. (E.coli 2,3 x 109 d; 3.800 genes).

DNA não Cromossomais

Plasmídeos - sequência de DNA(genes extras), circular, autorreplicativos(seta).

Transposons - fragmentos de DNA, linear, funções semelhantes às dos plasmídeos. “Genes saltadores”.

Ângela Veras

Plasmídeo

Replicação do DNA

Ângela Veras

Semiconservativa –

cada molécula filha

contém uma fita da

molécula parental e uma

recém sintetizada.

Transcrição, tradução

Transcrição

Síntese de RNAm a partir da informação contida no DNA.

Tradução

Decifração do código genético pelos ribossomos.

Código genético – códons (trincas de bases)

Cada códon, especifica um determinado AA

Ex. UGG – triptofano

Ângela Veras

DNA RNAm AA Proteína

Variabilidade

Alterações Fenotípicas Alterações provocadas no fenótipo por fatores ambientais ou por

alterações no genótipo. Morfológicas

Ex. Produção de cápsula/ Klebsiella pneumoniaea – Em meio contendo sacarose – colônias mucóides Na ausência da sacarose – colônias não mucóides.

Culturais Produção de pigmento: Serratia marcescens

Pigmento vermelho - T.A Ausência ou redução na pigmentação - 37 °C

Fisiológica e Bioquímica Resistência a agentes químicos e físicos

Obs: São reversíveis se impostas pelo ambiente. Atingem a toda a população bacteriana. É uma adaptação fisiológica.

Ângela Veras

Variabilidade

Alterações Genotípicas

Alterações no DNA

Mutação – alterações na sequência de nucleotídeos de

um gene alteração na sequência de AA de uma proteína.

Recombinação – processo que leva a uma nova

combinação de genes no genótipo. Requer transferência de material genético entre bactérias por:

Transformação

Transdução

Conjugação

Ângela Veras

Mutações

Mutação Pontual:

Substituição de um nucleotídeo por outro.

Mutação neutra - O códon alterado continua a codificar o mesmo AA Proteína não alterada.

Ex. Se no RNAm AAU AAC = Asparagina

Mutação errônea – O códon alterado codifica um AA diferente proteína alterada.

Ex. Se no RNAm AAU AAG = Lisina

Mutação nonsense – a substituição do nucleotídeo

produz um códon de finalização proteína incompleta.

Ângela Veras

Mutações

Mutação Frameshift – deslocamento do quadro de leitura por adição ou perda de nucleotídeos proteína não funcional.

Ex. Se no RNAm AAU UAU GAG

AAG UUA UGA G

Ângela Veras

Mutações

Fatores determinantes de Mutações

Espontâneas

Induzidas Mutagênicos (luz UV, raios X, Químicos)

Ex Agentes químicos mutagênicos

Ác. Nitroso: remoção de amino grupos de bases

Análogos das bases (2-aminopurina, 5-bromouracil):

Podem ser incorporados ao DNA.

Ângela Veras

Mutantes Tipos de Mutantes Bacterianos

Antibióticos resistentes;

Capacidade metabólica alterada ;

Nutricionalmente deficiente

Prototróficos (selvagem)

Auxotróficos

Alterações na morfologia de colônias;

Produção de pigmentos;

Alteração na composição química da célula

antígeno

Alterações morfológicas.

Ângela Veras

Recombinação

Ângela Veras

DNA circular dupla fita

Célula bacteriana doadora

Lise

liberação de DNA

Fragmentos de DNA

doador

Célula receptora competente

Fragmentos de DNA

doador ligam-se à na

superfície da célula

receptora

DNA doador é

absorvido pela

célula receptora

Recombinação

Célula transformada

Absorção de DNA

solúvel a partir do

meio ambiente

Transformação

Recombinação

Transdução

Ângela Veras

Transferência de material genético, na qual,

um bacteriófago serve como veículo.

Ciclo Lisogênico do Bacteriófago (DNAfd)

1. Entrada do DNA na célula

2. Síntese de proteína repressora precoce

3. Integração do DNA viral.

4. Lisogenia

Inativação do

repressor

Obs. Consequências do ciclo lisogênico:

1. Lisogenia (vantagem evolutiva p/ a

bactéria-Aquisição de genes de virulência);

2.Transdução fágica especializada (um

fragmento de DNA bacteriano situado

próximo ao profago, pode ir junto com o

DNA deste, para compor um novo fago que

poderá infectar outra bactéria).

Recombinação

Conjugação

Ângela Veras

Transferência de material

genético através do pilus

sexual.

Fonte: Tortora

Uma das bactérias mais abundantes na microbiota normal do nosso cólon é a Escherichia coli. Neste habitat, e sob condições normais, ela não causa doença. Entretanto, algumas cepas de E.coli adquiriram fatores que as tornaram capazes de causar doença intestinal. Este é o exemplo da cepa EHEC (E.coli Enterohemorrágica)_que recentemente afetou várias pessoas da Europa, com alguns casos fatais, após a ingestão de broto de feijão contaminados com esta bactéria. Esta cepa adquiriu o gene que codifica uma toxina responsável pelo desenvolvimento da doença muito provavelmente após ter sido lisogenizada por um bacteriófago.

1. Dentre os mecanismos de transferência de material genético entre bactérias, qual o que está implicado neste exemplo?

2. Qual a consequência do evento descrito acima para a E.coli que recebeu o referido gene?

a) Ficará mais resistente a antibióticos;

b) Passará a produzir a toxina e a causar doença;

c) Será destruída pelo bacteriófago;

d) Passará a produzir bacteriófago.

Ângela Veras