Genetica bacteriana

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GENÉTICA BACTERIANA 
Generalidades e Conceitos 
A sobrevivência de um organismo requer alta 
estabilidade genética 
 Gene estável = sobrevivência 
Taxa de mutação: é a frequência com que uma 
mutação específica surge, ou seja, é a 
probabilidade de um gene sofrer mutação quando 
a célula se divide 
 As velocidades das mutações são 
geralmente baixas e são afetadas por 
fatores ambientais e genéticos. 
 Baixas taxas de mutação são necessárias 
à vida que conhecemos 
Genoma: Informação genética de uma célula 
(cromossomo e plasmídeos) 
Cromossomos: Estruturas contendo DNA que 
transportam fisicamente a informação hereditária, 
contém os genes 
Genes: Segmentos de DNA que codificam 
produtos funcionais 
DNA Transcrição: É a síntese de uma fita 
complementar de RNA a partir de um molde de 
DNA 
RNA Tradução: sempre acontece na porção 70s. 
a informação genética é copiada no DNA, ou 
transcrita, em uma sequência de bases de RNA 
Proteína: Formação da proteína a partir das 
informações genéticas 
Expressão genética: É um sistema de regulação 
para utilizar de forma natural os recursos 
presentes na célula 
 
Cromossomo Bacteriano 
DNA Circular Único, raramente 2, Dupla fita, 
helicoidal e compactado 
O material genético fica separado do citoplasma 
em uma região chamada de nucleóide 
Todo material genético possui uma região que 
origina ptn denominadas regiões transcritas 
Região não transcrita (introns) ou DNA lixo 
 
Variabilidade Genética 
Alterações na sequência de bases do DNA. Essa 
alteração pode causar modificações no produto 
codificado por aquele gene. 
MUTAÇÃO: 
É uma alteração na sequência de bases na 
molécula de DNA 
 Necessárias para a evolução 
 Pode não haver alterações 
 Pode trazer características desfavoráveis, 
favoráveis ou neutras 
As mutações potencialmente são causadas por 
uma série de diferentes fatores naturais e não 
naturais: 
 Mutações espontâneas: acontece ao 
acaso, rara e aleatória 
 Mutações induzidas: radioatividade, luz 
UV 
Tipos: 
 Substituição de bases do DNA: uma 
única base em um ponto na sequência do 
DNA é substituída por uma base diferente 
 Inserção ou deleção de bases do DNA: 
Os mutantes podem ser detectados por seleção 
ou teste para um fenótipo alterado: 
 seleção positiva (direta): envolve a detecção 
das células mutantes pela rejeição das células 
parentais não mutadas. Por exemplo, suponha 
que estivéssemos tentando descobrir 
bactérias mutantes resistentes à penicilina. 
Quando as células bacterianas são colocadas 
em um meio contendo penicilina, o mutante 
pode ser identificado diretamente. 
As poucas células na população que são 
resistentes (mutantes) crescerão e formarão 
colônias, enquanto as células parentais 
normais, sensíveis à penicilina, não poderão 
crescer 
 
 seleção negativa (indireta): Esse processo 
seleciona uma célula que não pode realizar 
certa função, utilizando a técnica de placas 
réplicas. 
RECOMBINAÇÃO 
Transferência de material genético entre as 
bactérias 
É a troca de genes entre duas moléculas de DNA, 
para formar novas combinações 
Essa transferência pode ocorrer de 3 formas: 
transformação, transdução e transformação. 
1 Transformação: Os genes são transferidos de 
uma bactéria para outra como DNA “nu” em 
solução 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Competência bacteriana: Quando uma célula 
receptora está em um estado fisiológico em que 
pode captar o DNA. A competência resulta de 
alterações na parede celular, tornando-a 
permeável a moléculas grandes de DNA. 
2 Transdução: Nesse processo, o DNA 
bacteriano é transferido de uma célula doadora 
para uma célula receptora dentro de um vírus que 
infecta bactérias, denominado bacteriófago, ou 
fago 
Como ocorre: 
 O DNA do bacteriófago é injetado para iniciar 
um ciclo lítico 
 Durante o ciclo lítico, fragmentos de DNA 
bacteriano são empacotados em capsídeos do 
fago 
 Em uma “infecção” subsequente, o DNA 
bacteriano insere-se dentro do novo 
cromossomo do hospedeiro por meio de 
recombinação 
Tipos: 
 transdução generalizada: Todos os genes 
contidos dentro de uma bactéria infectada têm 
probabilidades iguais de serem empacotados 
em um revestimento de fago e transferidos 
 transdução especializada: somente certos 
genes bacterianos são transferidos 
3 Conjugação: A conjugação é mediada por um 
tipo de plasmídeo, um fragmento circular de DNA 
que se replica de modo independente do 
cromossomo da célula 
 Os plasmídeos responsáveis pela 
conjugação são transmissíveis entre as 
células durante a conjugação 
Como ocorre: 
 A bactéria com plasmídeo vai entrar em 
contato com a bactéria sem plasmídeos 
 Esse contato em gram-negativa: pili 
sexuais 
Gram-positiva: produzem moléculas 
aderentes 
 Quando as bactérias conjugam, os 
plasmídeos podem passar através do tubo 
de conjugação para a bactéria receptora 
 Os plasmídeos tornam-se parte do 
genoma das células receptoras 
Plasmídeos 
Elemento genético além do cromossomo; 
Circulares; 
Menores que os cromossomos; 
Replicam independentemente do cromossomo; 
Podem estar presentes em muitas cópias em uma 
única célula; 
Bactérias Gram positivas e Gram negativas; 
 A coloração de Gram é um passo muito 
importante na caracterização e classificação 
inicial das bactérias. Afinal, esse método de 
coloração permite que as bactérias sejam 
visualizadas no microscópio óptico, uma vez 
que sem a coloração é impossível observá-las 
ou identificar sua estrutura 
 
 As bactérias Gram-positivas retém o cristal 
violeta devido à presença de uma espessa 
camada de peptidoglicano (polímero 
constituído por açúcares e aminoácidos que 
originam uma espécie de malha na região 
exterior à membrana celular das bactérias) em 
suas paredes celulares, apresentando-se na 
cor roxa. 
 
 Já as bactérias Gram-negativas possuem uma 
parede de peptidoglicano mais fina que não 
retém o cristal violeta durante o processo de 
descoloração e recebem a cor vermelha no 
processo de coloração final. Carregam 
informação genética não essencial a célula, 
mas podem conferir uma vantagem 
adaptativa. 
Carreiam genes que exercem influência no 
fenótipo da célula. 
Plasmídeo de resistência – ameaça a terapia 
antimicrobiana. 
fatores sexuais: também chamados de fatores de 
fertilidade ou fator F 
 Conferem a bactéria possibilidade de 
realizar conjugação; 
fator col: produção de colicinas, substâncias 
letais para bactérias coliformes; 
fatores de resistência (fator R) por exemplo a 
antibióticos; 
 Possui genes que promovem resistência a 
antimicrobianos. 
lactamases (penicilinases) de estafilococos 
resistência a penicilina. 
Transposons 
 Os transposons são pequenos segmentos de 
DNA que podem se mover de uma região para 
outra do mesmo cromossomo, ou para um 
cromossomo diferente ou para um plasmídeo. 17. 
Os transposons são encontrados nos principais 
cromossomos dos organismos, em plasmídeos e 
no material genético dos vírus. Eles variam de 
simples (sequências de inserção) a complexos. 
Os transposons complexos podem transportar 
qualquer tipo de gene, incluindo genes de 
resistência a antibióticos, sendo assim, um 
mecanismo natural para mover genes de um 
cromossomo para outro. 
Recombinação homóloga: troca que é 
semelhante a sequência correspondente 
Recombinação análoga: o gene ou a informação 
será inserida em um local diferente do que estava 
antes, sendo denominado de transposição e o 
gene de transpossio.