Genética Bacteriana

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Genética Bacteriana 
 
ESTRUTURA E FUNÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO 
Genoma - inclui o cromossomo bacteriano onde estão 
o agrupamento de todos os genes que caíram as 
informações genética de uma bactéria e elementos 
móveis (transposons, integrons, e genes cassete) que 
são sequências que promovem recolocação de 
porções do DNA do genoma 
Plasmídeos (conjugação bacteriana) 
Cromossomo - é longa sequência de DNA que 
contém diversos genes e transportam fisicamente a informação hereditária 
- células bacterianas possuem um unico cromossomo (haplóides) que se 
apresenta em forma de dupla fita, circular e altamente enovelado, não está 
contido no núcleo nem associado a proteínas 
Genes - Segmentos de DNA que codificam produtos funcionais (necessários à 
estrutura da célula ou aos processos metabólicos) 
Genes Constitutivos - …produtos são constantemente requeridos pela célula… 
funções essenciais, são expressos constantemente sob condições normais de 
crescimento. 
Genes Especializados - Genes desempenham funções especializadas, são 
expressos somente sob determinadas condições (genes relacionados a resistència 
a antibióticos) 
 
Genótipo e fenótipo 
 
● Genótipo refere se a composição genética de um organismo 
Genótipo apresenta propriedades potenciais de um organismos 
● Fenótipo refere-se às propriedades reais expressas por um organismo num 
determinado momento 
Fenótipo = manifestação do genótipo numa determinada condição, representa os 
genes que estão sendo expressos num determinado momento 
 
VARIABILIDADE GENÉTICA 
● Fissão/Divisão Binária é um processo de reprodução assexuada que gera 
duas novas células idênticas, ENTRETANTO, há outras formas de 
variabilidade genética de uma bactéria que podem alterar a informação 
genética de uma bacterias 
- Variantes podem aparecer espontaneamente ou pela ação de agentes físicos 
ou químicos 
- Descendentes podem mostrar características diferentes dos pais 
● A variabilidade bacteriana está associada a dois processos: variantes 
fenotípicas e variantes genotípicas: DNA 
 
Variante bacteriana 
1. Fenótipo (consequências de influências ambientais, relação com a 
expressão do genoma) 
2. Genotípicas (resulta de alterações no DNA) 
a. Mutações (mudanças no dna cromossômico) 
b. Transposição (recolocação de porções do DNA no genoma mediado 
por elementos transponíveis) 
c. Recombinações (troca de DNA entre bactérias) 
i. transferência média por fago 
ii. transferência média por plasmídeo 
iii. captação de DNA livre 
 
MECANISMOS QUE CONTRIBUEM PARA VARIAÇÃO GENÉTICA 
 
MUTAÇÃO: alteração estável na sequência nucleotídica de um gene, podem se 
restringir a um único nucleotídeo ou envolver grandes porções do genoma 
● gerar descendentes diferem dos pais 
● Interferir na tradução de uma ptn levando mutação não proveitosa 
*Mutações podem ser espontâneas ou Induzidas substâncias mutagênicas* 
 
AGENTES MUTAGÊNICOS 
Mutagênico - todo agente químico ou físico que aumenta a frequência de mutações 
(..mutantes/gene em cada geração) 
● Mutagênicos atuam alterando a estrutura do DNA ou seus componentes 
Agentes mutagênicos 
● Físicos: 
- raio x (altera a estrutura das bases púrica e pirimídicas) 
- Luz uv (forma dímeros de timina) 
● Químicos: 
- Corante de acridina (Deformação a hélice do DNA) 
- Sulfato de etil metano (altas proporções de mutações pontuais 
- Brometo de etídeo 
 
TRANSPOSIÇÃO: processo que produz variação genética devido a recolocação de 
porções do DNA, mediado por elementos transponíveis (transposons, integrons e 
genes cassete) 
transposons: elementos de genes saltadores, movem de um local a outro no 
genoma, sem sítio, específico para integração e também podem se integrar no DNA 
plasmidial, mas não replicam-se independentemente 
 
TRANSDUÇÃO: transferência de genes de uma bactéria doadora para a receptora 
por um vírus transportam dna (bacteriofagos ou fago) 
● fago transdutor carregamento de DNA de uma bactéria doadora 
● quando o fago infecta outra bactéria, ele injeta o fragmento de DNA 
bacteriano no novo hospedeiro 
 
CONJUGAÇÃO: processo de transferência de genes que requer contato 
célula-célula 
● é mediada por um plasmídeo que transportam genes que codificam a síntese 
de pili sexual 
● célula doadora, contendo plasmídeo F (F+) - duplica e transfere DNA 
plasmidial e/ou cromossômico para células receptoras (F-), resultando em 
células F+ 
TRANSFORMAÇÃO: Uma célula bacteriana receptora adquire genes de mols. de 
DNA solúveis ao meio 
● Natureza: DNA é é proveniente de células mortas que sofreram lise 
● Laboratório - DNA é extraído de uma suspensão de bactérias doadoras e 
adicionando a uma cultura de bactérias receptoras 
● Bactéria receptora pode adquirir uma ou mais características herdáveis de 
uma bactéria doadora e tornar-se transformada 
 
 
PORQUE CONHECER OS PROCESSOS QUE INDUZEM VARIABILIDADE 
BACTERIANA?? 
 
● Processos de mutação, transposição e recombinação (conjugação, 
transdução ou transformação) podem induzir alterações genéticas na 
bactéria, podem estar ligadas a resistência desta bactéria a antibacterianos 
ou ATBs 
● Utilização de um ATB faz uma pressão seletiva para que a bactéria passe a 
expressar genes de resistência ou sofra mutações que podem contribuir para 
que ela se torne resistente 
● Esta resistência pode posteriormente ser transferida via horizontal (aos 
descendentes) e via vertical (a outras bactérias) 
● Algumas bactérias podem tornar se resistentes à penicilina após processo de 
recombinação, no qual adquirem um gene para a produção de enzima 
penicilinase que destroi a penicilina 
● Algumas Klebsiella pneumoniae denominadas de KPC Carbapenemase) 
tornaram-se resistentes aos antibióticos carbapenêmicos, quando por 
combinação adquiriram o genes relacionados a produção da enzima 
carbapenemase, capaz de inativar inativá-los 
● * Carbapenêmicos (Meropenem, Ertapenem e Imipenem) são 
antimicrobianos da classe dos p-lactâmicos com espectro de ação 
significativamente mais amplo que penicilinas e cefalosporinas, são dos mais 
potentes disponíveis para o tratamento de infecções graves, principalmente 
aquelas adquiridas no ambiente hospitalar 
● Estes processos de variação bacteriana (mutação) também podem induzir 
alteração da molécula alvo de atuação do antibiótica como ocorre com> 
○ MRSA (Methicillin Resistant Staphylococcus aureus ou 
Staphylococcus aureus que apresentam resistência a Meticilina por 
alteração do sítio de atuação deste antibiótico) 
○ VRSA (Vancomycin Resistant Staphylococcus aureus Staphylococcus 
aureus que apresentam resistência a Vancomicina também por 
alteração do sítio de atuação deste antibiótico) 
● Estes processos de variação bacteriana (mutação) também podem induzir 
desenvolvimento rotas metabólicas alternativas: 
○ Desenvolvimento de uma Bomba de Efluxo: mecanismo no qual a 
cél, bacteriana bombeia para fora dela o fármaco antes que ele mate 
ou danifique o microrganismo 
○ Resistência aos antibióticos tetraciclinas e fluoroquinolonas, tem 
como alvo desenvolvimento de uma bomba de efluxo ativo, 
expulsando-os da célula bacteriana