GENÉTICA BACTERIANA MAD I AULA 2009

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GENÉTICA BACTERIANA
( Estudo dos genes 
O que são
Como eles transportam a informação
Como são replicados (passados para gerações subseqüentes)
Como a expressão de informações pode determinar caract. particulares
( Características hereditárias 
Características estruturais (morfologia)
Suas reações bioquímicas (metabolismo)
Sua capacidade de se mover ou se comportar de vários modos
Capacidade de interagir com outros microrganismos podendo causar doença 
( Cromossomos ( estruturas celulares que transportam fisicamente a informação
( Genes segmentos ( de DNA que codificam os produtos funcionais
( DNA macromolécula composta de unidades repetidas ( nucleotídeos
Adenina, Timina, Citosina ou Guanina + Desoxirribose + Grupo P 
 Base nitrogenada (BN) (açúcar pentose) 
 
 
( Extremidades 5’(P) e 3’(OH) ( ligações fosfodiéster entre nucleotídeos adjacentes
( Bases complementares A � T e C � G (pontes de H2)
( DNA girase ou topoisomerase II
 - enovelamento do DNA ( 10% volume celular
( Gene (DNA) (RNA ( mRNA ( produto funcional ptn
( Genótipo ( composição genética ( propriedade potencial
( Fenótipo ( propriedades reais, expressas ( manifestação do genótipo
( DNA e Cromossomo
( Bactéria ( único cromossomo circular
( Fixado em determinados pontos da membrana
( Escherichia coli ( 4 milhões de pares de bases
- possui cerca de 1 mm de comprimento
- 1000 vezes maior que a célula
( Replicação do DNA
( Semi-conservativa 
( Fita mãe ( molde para as DNA polimerases ( síntese de duas fitas novas de DNA
 seqüências de bases complementar a uma das fitas originais
( A DNA polimerase verifica as moléculas novas e remove as bases erradas antes de continuar a síntese do DNA
( Bi-direcional ( helicase ( abertura da dupla hélice na região Ori
( RNA e Síntese Protéica
( Molécula fita simples
( Alteração de pirimidina: timina ( uracil
( Pentose: ribose
( Tipos de RNA
( RNA mensageiro (mRNA)
 
( RNA ribossomal (rRNA)
( RNA transportador (tRNA)
( RNA polimerase sintetiza uma fita de RNA a partir de uma das fitas de DNA fita dupla ( molde
( Sítio de ligação da RNA polimerase no DNA ( sítio promotor (inicio da transcrição)
( Tradução processo em que a informação contida no mRNA é usada para ditar a seqüência de aminoácidos de uma proteína
 decodificação da “linguagem” dos ácidos nucléicos (nucleotídeos)
 conversão desta informação na “linguagem” das ptns (aminoácidos)
( Códon ( segmentos de 3 bases do mRNA especificam o aminoácido
( O código genético é degenerado
 maioria dos aas é codificada por + de códon
( Ao todo existem 64 códons
( Códon de iniciação AUG metionina
( Aas específicos estão aderidos a moléculas de tRNA 
( Outra porção do tRNA tem um triplet de bases denominado anticódon
( O pareamento de bases dos códons e anticódons 
no ribossomo resulta na captação de aas específicos 
( O ribossomo se move ao longo da fita de mRNA ( aminoácidos são unidos ( formar polipeptídeo 
	Característica
	Procariótica
	Eucariótica
	Localização Transcrição
	Citoplasma
	Núcleo
	Localização Tradução
	Citoplasma
	Citoplasma
	mRNA
	Policistrônico
Sem alteração da molécula de mRNA
	Monocistrônico
Com alteração (processamento) da molécula de mRNA
	Íntrons e Éxons (regiões que não são traduzidas)
	Ausentes
	Presentes
	RNA polimerase
	1 tipo
	3 tipos
	Transcrição/Tradução
	Podem ser simultâneas
	Ocorrem separadamente
( Variações Fenotípicas
 Resultam das adaptações das bactérias ao ambiente
 são reversíveis; sem comprometimento genético
Ex: Serratia marcescens (37ºC – sem pigmentação ( 25ºC – vermelhas)
Bacillus spharericus (2% peptona – células vegetativas ( 0,1% peptona – esporos)
Gram positivos (cultura nova – células azuis ( cultura velha – células vermelhas)
( Variações Genotípicas
( Alterações na seqüência de nucleotídios; irreversíveis; MUTAÇÃO
( Conceitos
( Mutação positiva ( benéfica ao organismo
( Mutação negativa ( alteração no genótipo causa desvantagens ou pode ser letal ao organismo
( Mutações espontâneas ( erro de transcrição ou duplicação 
( Mutações induzidas 
 presença de agentes mutagênicos 
 
 
( Mutação silenciosa ( não ocorre alteração fenotípica ( substituição de uma base do códon não interfere no aminoácido codificado. Ex.: CUU (Leu) ( CUA (Leu)
( Transferência Genética e Recombinação
( A recombinação genética, o rearranjo dos genes a partir de grupos separados de genes, usualmente envolve o DNA de organismos diferentes
( Contribui para diversidade genética de uma população ( fonte de variação evolutiva
( Plasmídeos 
( Molécula circulares de DNA auto-replicantes, usualmente não transportam genes essenciais para a sobrevivência da célula
Fatores sexuais pili sexual (F+)
Fatores de Resistência a antimicrobianos, metais pesados, detergentes
Fatores de patogenicidade
Enterotoxinas
Hemolisinas
Bacteriocinas
Ex: Doença provocada por genes de virulência presentes em plasmídeos 
 Síndrome Urêmico-Hemolítica provocada pela cepa O157:H7 de Escherichia coli que se desenvolve em carnes e que quando ingerida induz a um quadro de falência de múltiplos órgãos
( Transposons - Pequenos segmentos de DNA que podem se mover de uma região para outra do mesmo cromossomo, ou para um cromossomo ou plasmídeo diferente (recombinação não homóloga)
( Os mecanismos da transferência genética em bactérias envolvem uma porção do DNA da célula, transferida do doador para o receptor
 Transformação
 Transdução
 Conjugação
( Quando parte do DNA do doador é integrado ao DNA do receptor, a célula resultante é denominada um recombinante 
( TRANSFORMAÇÃO ( Griffith ( Streptococcus pneumoniae
( Célula receptora ( célula competente: alteração na parede celular ( aumento da permeabilidade
( Células geralmente são relacionadas geneticamente ( recombinação homóloga (DNA exógeno)
( TRANSDUÇÃO ( transferência de DNA mediada por bacteriófago
( TRANSDUÇÃO
( CONJUGAÇÃO
( Requer contato entre as células
( Plasmídeos Hfr ( alta freqüência de recombinação
( Conjugação em Bactérias Gram-positivas ( células doadora e receptora 
1. Genes cromossômicos codificam proteínas de superfície 
2. Receptora produz ferormônio (gene cromossômico)
3. Indução da produção de substâncias de agregação pela doadora (gene plasmidial) 
4. Interação entre as células 
5. Transferência do plasmídeo
� HYPERLINK "http://pt.wikipedia.org/wiki/Imagem:DNA_chemical_structure.svg" \o "Figura 2: Estrutura química do ADN." �� INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e4/DNA_chemical_structure.svg/300px-DNA_chemical_structure.svg.png" \* MERGEFORMATINET ����
� HYPERLINK "http://pt.wikipedia.org/wiki/Imagem:DNA_Overview.png" \o "Figura 1: ADN" �� INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f0/DNA_Overview.png/250px-DNA_Overview.png" \* MERGEFORMATINET ����
( Dupla hélice de fitas complementares e anti- paralelas
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Transcrição
Tradução
� HYPERLINK "http://pt.wikipedia.org/wiki/Imagem:Plasmid_%28english%29.svg" \o "Plasmídeos e DNA bacteriano." �� INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cf/Plasmid_%28english%29.svg/180px-Plasmid_%28english%29.svg.png" \* MERGEFORMATINET ����
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61 códons sense ( codificam aminoácidos
3 códons nonsense ( sinais de interrupção 
 da tradução
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( Forquilha de replicação: local onde ocorre a replicação (adição de novos nts)
Enzimas 
Helicases
Primases
DNA-pol
RNA-pol
DNA-ligase
Direçãode síntese: 5’ ( 3’
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A/G Purinas
C/T Pirimidínicas
carrega informações do DNA para o ribossomo
molde para a síntese de proteínas
~ 85% do RNA total da célula
 rRNA + proteínas ribossômicas = ribossomo
~ 10% do RNA total da célula
transporta os aminoácidos para a síntese protéica
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( Etapas:
1. Transcrição ocorre a partir de um gene do DNA (1 fita do gene)
2. Fator Sigma auxilia a RNA polimerase a reconhecer a região promotora do gene ( ligação da RNA polimerase + fator Sigma
3. Inicio da transcrição ( liberação do fator Sigma
4. RNA polimerase se move ao longo da fita de DNA à medida que sintetiza mRNA
5. RNA polimerase alcança o sítio de terminação
6. Liberação da RNA polimerase e do mRNA recém-sintetizado
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( A tradução termina quando o ribossomo atinge um códon de parada (nonsense) no mRNA
Tabela: Principais diferenças entre os processos de Transcrição e Tradução em células Procarióticas e Eucarióticas
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químicos (análogos de nucleosídeos, aflatoxina)
físicos (raios X, radiação UV ( dímeros de pirimidinas) 
biológicos (transferência genética)
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Transdução Generalizada
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Conjugação em Bactérias Gram Negativas
Pili sexuais
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( Mutação pontual ( envolve um único par de bases
( Mutação por deleção ( alteração de fase de leitura
( Mutação por inserção ( alteração de fase de leitura
Silenciosa
Missense ( ptn não funcional 
Nonsense ( códon de parada
Repetições invertidas
Tnp(transposase)
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