15/10/2009 GENÉTICA BACTERIANA. Disciplina: Microbiologia Geral Curso: Nutrição Prof. Renata Fernandes Rabello. Informação genética essencial.

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1 GENÉTICA BACTERIANA GENOMA BACTERIANO Cromossoma (nucleóide) Informação genética essencial. Ácido desoxirribonucléico (DNA). Disciplina: Microbiologia Geral Curso: Nutrição Prof. Renata Fernandes Rabello Único cromossoma circular, com exceções: Ex. Borrelia (linear) e Vibrio cholerae (> 1 comossoma). Não está separado dos demais materias celulares por uma membrana nuclear. Plasmídeos (DNA extra-cromossômico cromossômico) Moléculas de DNA de fita dupla circulares que se replicam independente do cromossoma. Informação genética adicional (ex. resistência antimicrobiana, virulência ). Célula eucariótica Tamanho e n o de cópias variáveis. Célula procariótica Plasmídeos incompatíveis. Plasmídeos promícuos (em diferentes espécies). Características conferidas por plasmídeos: No citoplasma ou integrados ao cromossoma (epissoma). Elemento genético móvel. Conjugação: resistência antimicrobiana (plasmídeos R); fertilidade (plasmídeo F, E. coli); virulência (ex. toxinas, enzimas, proteínas de superfície); principal mecanismo de transferência de plasmídeos entre bactérias. bacteriocinas; outros. 1

2 Cura: ALTERAÇÕES NO GENOMA eliminação de plasmídeos; Mutações. espontânea ou através de vários tratamentos. Transferência de genes: Emprego na pesquisa. transformação; conjugação; transdução; MUTAÇÃO Mutação pontual. Alteração herdável na sequência de bases do DNA. Espontânea (erros na replicação do DNA) F. Mutações mais significativas (deleção, substituição, inserção ou inversão). Induzida (agentes mutagênicos): químicos (ex. análagos de bases); físicos (ex. radiações); biológicos (ex. transposons). Mutante genótipo da célula parenteral (selvagem). Genótipo conjunto de genes de um organismo. Fenótipo conjunto das características observáveis. Mutante: MUTAÇÕES PONTUAIS genótipo da célula parenteral e o mesmo fenótipo genótipo e fenótipo da célula parenteral; Ex. Cepa selvagem Sensível a quinolonas Mutação DNA girase/topoisomerase (duplicação do DNA) Cepa mutante Cepa mutante Sensível a quinolonas Resistente a quinolonas Transcrição Tradução 2

3 EXPERIMENTO DE GRIFFTH (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 receptora. Streptococcus pneumoniae GP e GN (ex. S. pneumoniae, N. gonorrhoeae, H. influenzae). Competência: proteínas específicas para captação e processamento do DNA. vivo morto vivo morto DNA transformante Doadora Cromossoma Proteínas de ligação ao DNA Proteínas de ligação ao DNA de fita simples Nuclease DNA livre Proteína RecA Receptora Gram-positivas Competência induzida: [sais] e temperaturas; eletroporação (pulsos elétricos); Transferência de genes que envolve o contato entre 2 células. experimentos de engenharia genética. Plasmídeos conjugativos pili sexual. Célula receptora Célula doadora ( fêmea ) ( macho ) 3

4 (Gram-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: integração ao cromossoma do hospedeiro; transferência de regiões do cromossoma. Plasmídeo F (E. coli): F + (doadora); F - (receptora); Hfr (doadora) epissoma, frequência de Entre diferentes espécies e gêneros. Ocorre principalmente entre GN. Em GP: não envolve pilus sexual; feromônios (célula receptora); agregação de células. recombinação. Transferência de DNA de uma célula para outra por meio de um vírus. Bacteriófago (fago). Infecção por um fago Transdução generalizada Ciclo lítico Cromossoma Transdução especializada Ciclo lisogênico GN e GP (mas nem todas). Partícula transdutora Partícula transdutora Fagos T4 na superfície de uma E. coli Transdução especializada. Transdução generalizada. Célula transduzida Recombinação 4

5 Transdução generalizada: 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. 5