Resumo - Genética Microbiana

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Microbiologia – Medicina Veterinária – ANCLIVEPA - @cyndigstudy 
 
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Genética Microbiana 
 
DEFINIÇÃO 
É o estudo onde se analisa o material genético de 
um indivíduo para melhor compreensão dos 
mecanismos de herança e variação de caracterizas 
de um organismo. Esse material genético se 
apresenta nas formas de: 
• DNA (na grande maioria dos casos) 
• RNA 
Elementos Genéticos Fixos 
DNA BACTERIANO 
A molécula de DNA é composta por uma dupla fita 
helicoidal e circular, de quatro compostos: 
o Adenina 
o Timina 
o Citosina 
o Guanina 
E tem como função comandar a produção de 
todas as reações necessárias para a sobrevivência 
da bactéria - regular o metabolismo celular, 
incluindo a reprodução (como se fosse o cérebro 
da bactéria). 
RNA BACTERIANO 
A molécula de rna é composta por uma fita 
helicoidal simples, formada por quatro compostos 
proteicos: 
o Adenina 
o Uracila 
o Guanina 
o Citosina 
Sua função é semelhante a do DNA - regular o 
metabolismo celular. 
 
Imagem: material de aula 
 
Imagem: material de aula 
 
Comparação entre RNA e DNA: 
 
Imagem: material de aula 
 
REPLICAÇÃO DO DNA 
BACTERIANO 
A replicação ocorre na fase LAG do crescimento 
bacteriano. O processo de replicação é composto 
por uma fita líder e uma fita retrógada (atrasada) 
divididas em fragmentos de Okazaki. Essa 
duplicação é chamada de movimento de 
forquilha. 
A fita líder duplica o DNA, enquanto a outra fita 
replica o DNA retrógado (retrogradamente) e no 
final as fitas se unem. A fita líder é chamada de 5’ 
e retrógada é chamada de 3’. A replicação ocorre 
com a confecção da duplicação da fita mãe. 
 
Imagem: material de aula 
 
 
Elementos Genéticos Móveis 
São outros microrganismos (vírus) que possuem 
importância na genética e reprodução bacteriana, 
alterando o DNA de algumas e causando mutações 
(são um grupo a parte): 
o Plasmídeos 
o Transposons 
o Fagos ou bacteriófagos 
 
PLASMÍDEO 
É uma molecular de DNA extracromossômico (a 
parte). Sua grande maioria é composta de DNA de 
fita dupla circular. A replicação ocorre como uma 
unidade individual, chamada replicons. 
Comumente, codificam características não 
essências para a viabilidade da bactéria (como se 
fossem características adicionais - fatores de 
virulência, resistência a gentes físicos e químicos) 
– podendo ser considerada uma molécula 
adaptável, por incorporar características que não 
pertencem a célula para a mesma. 
São menores que o cromossomo bacteriano, 
contendo de 5 a 100 genes apenas e podem existir 
em quantidades variáveis no citoplasma 
bacteriano – pode haver mais de um plasmídeo. 
Isso possibilita a formação de uma superbactéria, 
possibilitando induzir resistências à parte – traz 
dificuldades no tratamento, pois in vitro o 
resultado é de uma maneira e no hospedeiro o 
comportamento é completamente diferente. 
A medicina veterinária trabalha com bactérias que 
a medicina humana não tem tanto contato – sabe-
se a teoria, mas não o tratamento. 
Codificam importantes características de 
vantagem seletiva: 
• Resistência antibiótica - plasmídeos R ou 
fator R; 
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• Produção de toxinas - a bactéria que não 
contêm essa característica passa a ter. 
• Síntese de estrutura de superfície - 
aderência (como fimbrias, viscosidade) – 
melhoramento na aderência confere melhor 
colonização. 
O plasmídeo atua no transporte genético devido a 
essas características de alteração celular. 
 
• Imagem: material de aula 
• Na situação A - O plasmídeo está presente, 
até mesmo na replicação, mas não incorpora 
características. O indivíduo pode permanecer 
gerações com os plasmídeos inativos, e 
espontaneamente, podem ser 
ativados/incorporados. 
 
• Imagem: material de aula 
• Na situação B - denominada epissomo, o 
plasmídeo será incorporado ao DNA 
bacteriano e a partir daí ele também estará 
presente na replicação da célula. 
TRANSPOSONS 
São moléculas de DNA que podem se mover de um 
sítio para outro, na mesma fita de DNA (em que 
estão inseridos) ou para outras diferentes 
moléculas da célula (como plasmídeos, fagos, 
cromossomos) e até mesmo para outra célula. 
Ligam-se ao DNA. 
Funcionam como regiões portáteis de homologia 
genética, podendo causar mutações e rearranjo 
gênicos. 
Não são replicons e devem estar integrados 
(precisam se ligar) a um replicon para se 
manterem estáveis e conseguirem transpor seu 
DNA para outra molécula – sem o replicon, irá se 
desintegrar. 
 
Imagem: material de aula 
Em suas extremidades, há a sequência de inserção 
(IS). Essas sequencias são pequenos segmentos de 
DNA que codificam a enzima transposase 
(responsável pelo corte e inserção), que possibilita 
o corte (lamelas) e a colagem (feito por ligases) do 
transposon a novo sítio. 
Existem transposons que, além da transposase, 
podem conter genes para a resistência antibiótica 
e produção de toxinas. Após colado, permanecerá 
 
na célula conforme a bactéria se multiplica. 
Também transporta DNA bacteriano para conferir 
mais resistência a célula bacteriana. 
 
Imagem: material de aula 
 
FAGOS OU BACTERIÓFAGOS 
São parasitas intracelulares obrigatórios, que se 
replicam no interior das bactérias. Fora da célula 
são incapazes de se replicar – mantem-se vivos por 
tempo suficiente até adentrar outra célula e 
infundir seu DNA. 
 
Imagem: material de aula 
 
Imagem: material de aula 
São compostos de proteínas (capsídeo) e ácido 
nucleico (DNA ou RNA), podendo ser classificados 
em dois grupos principais: 
• Virulento ou lítico – rompe a célula 
bacteriana 
• Temperado ou lisógeno – não provoca 
ruptura da célula 
Virulento ou lítico → ao se replicarem, provocam 
a lise (quebra) das bactérias que infectam. Depois 
da replicação, mata a célula e produz novos vírus. 
 
Imagem: material de aula 
Temperado ou lisógeno → replicam-se como 
profagos. alguns fagos lisogênicos contêm genes 
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que codificam características para as bactérias 
(conversão lisogênica), como: 
• Toxina diftérica do Corynebacterium 
diphtheriae (difteria não tem poder de 
produzir toxina se não houver fago 
próximo) 
• Toxina eritrogênica de S. Pyogenes (que 
não possui a toxina eritrogênica, mas com 
a presença do fago, será possível produzir 
a toxina). 
 
CICLO LÍTICO 
Ciclo de infusão do DNA pelo fago na bactéria. 
→ Na incorporação do DNA, os fagos vão se 
replicar na célula bacteriana pelo ciclo lítico, 
fazendo a ruptura da célula e a liberação de novos 
bacteriófagos – o DNA é transmitido pelo próprio 
bacteriófago para outras células 
→ No ciclo lisogênico, há a infusão do DNA, que 
quando incorporado na bactéria, irá se replicar ao 
invés do bacteriófago, que rompe a célula - após a 
bactéria ser replicada, poderá ser novamente 
infectada por outro bacteriófago – o DNA do 
bacteriófago é transmitido de geração em geração 
- pela multiplicação da célula. 
 
Imagem: www.epsjv.fiocruz.br/sites/default/files/cap2.pdf 
Variação Genética 
Dentro da variação genética há dois assuntos 
principais: 
• Mutação 
• Agente mutagênicos 
 
MUTAÇÃO 
É a alteração na sequência de nucleotídeos do 
DNA, que pode ser passada de maneira hereditária 
– são eventos raros, mas que podem ocorrer de 
forma espontânea ou induzidas. 
É responsável pelas mudanças evolutivas 
(microrganismo e organismo superiores) e pelas 
alterações que produzem diferentes cepas dentro 
de uma espécie. 
 
Imagem: 
http://ead.bauru.sp.gov.br/efront/www/content/lessons/7
5/ETAPA%202_TEXTO%201_INTRODU%C3%87%C3%83O%2
0A%20GENETICA%20HUMANA.pdf 
A hemoglobina mutante se liga a normal e se 
infiltra, originando o DNA mutante (agente 
 
mutagênico – hemoglobina - mas há outros 
fatores mutagênicos)Imagem: romeo.if.usp.br/~browngon/04/mutacoesall.html 
o Deleção – há a eliminação de um sítio (cora 
um pedaço) 
o Duplicação – pego um sítio e duplica 
o Inversão – inversão de um sítio 
o Translocação Genica – quando há duas fitas 
de DNA diferentes e há uma troca de sítios 
entre elas. 
sítio – cadeia de moléculas de DNA 
 
Imagem: material de aula 
Transposon - O gene APC fara com que a bactéria 
produza determinado composto – com a inserção 
do transposon, a tronsposage irá romper o gene 
APC no meio e se ligará entre os dois sítios, 
impedindo o DNA de produzir a combinação/ 
enzima/ composto que permite a reação química 
(metabolismo) da bactéria. 
Agentes Mutagênicos 
São meios pelo qual é possível obter mutação com 
o código genético de um microrganismo. Por ser 
originado por: 
• Fatores físicos 
• Fatores químicos 
 
FATORES FÍSICO 
Radiações - a radiação pode ser um fator de 
mutação ou deleção, dependendo da intensidade. 
• Raio-x (danifica diretamente o DNA da 
célula) 
• Raio gama (induz a formação de radicais 
livres no organismo que danificam o DNA) 
• Raio ultravioleta (formam pontes de 
timidina, impedindo a replicação do DNA – 
não muda, estaciona) 
Gama e violeta são métodos de esterilização 
atualmente. 
 
Imagem: material de aula 
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Imagem: material de aula 
 
FATORES QUÍMICOS 
Geralmente análogos de bases nitrogenadas; 
Agentes Desaminantes – como ácido nitroso, 
nitratos, nitritos – removem grupos NH2 das bases 
nitrogenadas - principalmente adenina e guanina. 
Corantes – acridina Orange (utilizado para 
experimentação), brometo de etidio - modifica a 
leitura do triplet (trio) de bases nitrogenadas. 
Recombinação Genica 
É a transferência de DNA de uma célula doadora 
para uma receptora, por meio de alguns 
mecanismos: 
• conjugação – reprodução bacteriana 
• transformação 
• transdução 
Após a entrada do DNA, ele deve ser incorporado 
ao genoma receptor através da recombinação. 
 
TRANSFORMAÇÃO 
Processo que, através do DNA liberado a parit de 
uma célula doadora no ambiente (geralmente 
fragmentos de DNA, plasmídeos ou fagos), é 
absorvido (e incorporado) por uma célula 
receptora. Pode ser influenciada por alguns 
fatores: 
o Tamanho e estado do DNA - precisa ser fita 
dupla e ter no mínimo 500 nucleotídeos 
devido a ação de nucleases. 
o Estado fisiológico - (competência) da célula 
receptora (depende do metabolismo e se é 
uma célula jovem ou velha). 
A transformação é comum nas espécies dos 
gêneros: 
o Streptococcus, 
o Bacillus, 
o Haemophilus 
o Neisseria. 
 
Imagem: material de aula 
 
TRANSDUÇÃO 
No processo de transdução, os fagos funcionam 
como vetores - transferem o DNA de uma célula 
doadora para uma receptora. Comumente, ocorre 
de duas formas: 
o Generalizada – o fago realiza o ciclo lítico 
(que estoura a célula) e pode carrear em 
qualquer segmento gênico. 
o Especializada ou Restrita - mediada por 
fagos lisogênicos que carreiam somente 
determinados genes (adjacentes ao profago). 
 
 
Imagem: material de aula 
 
CONJUGAÇÃO 
Ocorre o contato direto entre células doadoras e 
receptoras, por meio de pili sexual. 
Somente um dos conjugantes é capaz de doar DNA 
– pois possui o plasmídeo de fertilidade, também 
denominado fator F ou plasmídeo sexual (cepa 
F+) enquanto o outro par (conjugante) é 
denominado cepa F- - depois se separam – não 
existe troca simultânea; 
 
Imagem: material de aula 
O fator F+ contém os genes de transferência, 
envolvido com a síntese do pili sexual e 
transferência do DNA. 
O plasmídeo F em E.coli pode existir como um 
elemento extracrossômico (cepa F+) ou como 
epíssomo (cepa HFr) 
 
Imagem: material de aula 
 
REFERENCIAS 
Material utilizado em aula.