AULA 6 - Genética Bacteriana

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Genética Bacteriana
objetivos
· Identificar os mecanismos de diversidade genética na população bacteriana.
· Reconhecer os mecanismos de alteração do material genética (Mutação).
· Compreender os mecanismos de Transferência de material genético.
· Correlacionar os mecanismos de transferência de material genético bacteriano com a tecnologia do DNA Recombinante (Biotecnologia).
componentes da célula bacteriana
· DNA cromossômico: estrutura longa e circular (haploide), todas as informações mínimas e necessárias
· Plasmídeo: estrutura curta e circular, não é obrigatório, se tiver tem mais informação genética, resistência a antibióticos, produção de exotoxinas
reprodução bacteriana: divisão binaria
· Replicação do DNA: Template (molde), nucleotídeos e DNA polimerase
replicação do dna: mutação
· DNA é fita dupla e enrolada 
· O material genético tem que desenrolar e se separar para uma delas ser molde
· A=T e G=C
· Mutação: alteração na sequência de nucleotides, não respeita a paridade 
· Isso não é bom nem ruim 
· DNA polimerase de bactéria é melhor na correção de erros do que vírus (por isso vírus sofre mais mutação)
codigo genetico
· Mutações: Neutras X Não silenciosas (Benéficas ou Desvantajosas)
· Dependendo da posição que troca na trinca o problema é maior ou menor
· 20 aminoácidos 
mutaçoes não silenciosas
· Mudança de fenótipo, muda o aminoácido 
· Sitio ativo: benéfico ou desvantajosa
· Se sofrer mutação no sítio catalítico ai causa mudança 
· O centro ativo de uma bactéria é a região da enzima onde a reação química ocorre. É composto por um grupo de aminoácidos específicos que estão posicionados de forma precisa para permitir a ligação e a reação com o substrato da enzima.
· Uma mutação no centro ativo da bactéria pode levar a mudanças na atividade enzimática ou na afinidade do substrato, o que pode ter várias consequências para a bactéria. Por exemplo, uma mutação que altera a forma ou a carga elétrica de um aminoácido-chave no centro ativo pode afetar a capacidade da enzima para se ligar ao substrato, reduzindo ou eliminando a atividade enzimática.
· Por outro lado, uma mutação que aumenta a atividade enzimática ou a afinidade do substrato pode ter um efeito benéfico para a bactéria, permitindo que ela cresça mais rapidamente ou que utilize recursos do ambiente de forma mais eficiente. No entanto, uma mutação que leva a um aumento excessivo na atividade enzimática pode ser prejudicial para a bactéria, pois pode resultar em acúmulo de subprodutos tóxicos ou desequilíbrio metabólico.
· Pode alterar o metabolismo da bacteria
transferencia de material genetico: recombinação
· Recombinação: não silenciosa e benéfica 
· Envolve duas bactérias, uma que tem uma informação genética especifica (doador) e uma que está carente dessa informação (receptor)
· Bactérias podem se mutar e correr o risco, ou podem fazer a recombinação e pegar de outra célula 
· Sem risco e só vantagem/recombinação: “renda fixa”
· Mutação: “tudo ou nada”
· Tipos:
transformação
· Morte da bactéria doadora
· Fragmentação do material genético da doadora e um dos fragmentos foi incorporado no material genético da receptora 
· Herança 
· Para que o receptor possa incorporar o fragmento tem que ter condições favoráveis 
· Produção de insulina: artificial 
conjugação 
· Contato físico entre doador e receptor 
· Duas células se aproximam e forma um canal/ponte ( pili/fimbria para se aderir/grudar – nesse caso fimbria sexual)
· A doadora mantem umas copias pra ela e a receptora também tem algumas
· Só passa plasmídeo 
· Garantia de que o material ta passando de uma célula para outra, diferente da anterior 
· Mais segura e eficiente (passa o plasmídeo inteiro e vários genes) 
transdução
· Vetores virais 
· Necessita de vírus 
· Vírus bacteriófago
1. Vírus gruda e injeta seu material genético dentro da bactéria
2. Vai ter copia do DNA viral, que vai produzir capsulas virais 
3. A medida que vai se multiplicando na célula, e a bactéria não aguenta e explode liberando vários vírus, com material genético viral e bacteriano 
4. O vírus com DNA bacteriano vai e infacta novas bactérias (com DNA diferente)
· Muito raro
· Mas pode pegar um gene incompleto e jogar em outra bactéria, mas se der certo é bom
aplicaçoes 
transformação
· Produção de insulina recombinante
· O processo começa com a clonagem dos genes que codificam a cadeia A e B da insulina humana em um vetor de expressão, que é um pedaço de DNA que pode ser inserido em uma célula hospedeira para produzir a proteína desejada. Este vetor é então introduzido em uma célula hospedeira, geralmente uma bactéria ou uma célula de mamífero.
· Uma vez dentro da célula hospedeira, o vetor de expressão é usado para produzir a cadeia A e B da insulina recombinante. Em seguida, as duas cadeias são unidas por pontes dissulfeto para formar a molécula de insulina completa. O produto final é então purificado a partir da mistura de proteínas produzidas pela célula hospedeira.
· A produção de insulina recombinante tem várias vantagens em relação à produção de insulina animal. Em primeiro lugar, a insulina recombinante é mais pura e mais uniforme do que a insulina animal, o que significa que é menos provável que cause reações adversas. Além disso, a insulina recombinante pode ser produzida em grande escala, o que ajuda a torná-la mais acessível e a reduzir o custo do tratamento para diabetes.
· Em resumo, a produção de insulina recombinante é um processo em que os genes que codificam a insulina humana são clonados e inseridos em uma célula hospedeira para produzir grandes quantidades de insulina purificada e uniforme. Isso ajuda a tornar o tratamento para diabetes mais acessível e eficaz.
transdução
· Terapia genica
· A terapia genética é uma abordagem médica que tem como objetivo tratar doenças genéticas ou adquiridas, introduzindo material genético funcional em células que apresentam uma anomalia ou mutação. Uma das técnicas utilizadas para fazer isso é a transdução, que consiste em introduzir um material genético saudável em uma célula doente ou disfuncional através de um vetor viral.
· Os vetores virais são moléculas de DNA ou RNA modificadas que são usadas para transportar o material genético para dentro das células. Quando um vírus infecta uma célula, ele injeta seu material genético na célula hospedeira. Os vetores virais são criados a partir de vírus modificados que não causam doenças em humanos, mas são capazes de infectar células e entregar o material genético desejado.
· Os vetores virais podem ser modificados para transportar genes que codificam proteínas saudáveis ​​para substituir proteínas defeituosas ou ausentes nas células doentes. Eles também podem ser usados ​​para introduzir uma terapia de genes que diminui a expressão de genes defeituosos ou tóxicos nas células doentes.
· Em resumo, a transdução é uma técnica utilizada na terapia genética para introduzir um material genético saudável em uma célula doente ou disfuncional através de um vetor viral. Isso pode ser usado para substituir proteínas defeituosas ou ausentes nas células doentes ou para introduzir uma terapia de genes que diminui a expressão de genes defeituosos ou tóxicos nas células doentes.