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Teórica 8

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Genética Microbiana 
Professora: Fernanda Fraga Campos 
 
 
 
Diamantina, 2015. 
Introdução 
 Importância da genética para os micro-
organismos. 
 Replicação 
 Transferências das características 
 Fator de virulência 
 Mecanismo de ação dos antibióticos 
 Síntese proteica 
 
 
 
Genética (do grego genno; fazer nascer) 
É a ciência da hereditariedade (semelhanças) e da 
variabilidade (diferenças)dos organismos. 
Genoma 
Informação genética de uma célula. 
Definição 
Genes 
São segmentos de 
DNA que codificam 
produtos funcionais. 
 
Fluxo da Informação genética 
GENE 
expresso 
Componentes do DNA 
Macromolécula composta por unidades repetidas de nucleotídeos 
Estrutura do DNA 
DNA – duas cadeias 
de nucleotídeos 
complementares e 
antiparalelas 
 
5’ fosfato ligado ao 
açúcar. 
3’ hidroxila ligado 
ao açúcar. 
 
3’ 5’ 
DNA – duas cadeias 
de nucleotídeos 
complementares e 
antiparalelas 
 
5’ fosfato ligado ao 
açúcar. 
3’ hidroxila ligado 
ao açúcar. 
 
Replicação 
semiconservativa 
do DNA 
Replicação semiconservativa do DNA 
A replicação ocorre sempre no sentido 5’ 3’. Grupo fosfato se liga ao açúcar da molécula 
e libera ATP. 
Helicases Proteínas de ligação 
Fragmentos 
de Okasaki 
Sentido 5’ 3’. 
Acrescenta-se novos 
nucleotídeos ao carbono 
3’ do açúcar. 
Replicação do Cromossomo Bacteriano 
Replicação bidirecional 
(direções opostas) 
Fluxo da Informação genética 
Transcrição 
É a síntese de uma fita complementar de RNA a partir de 
um molde de DNA. 
 
 - Uma fita do DNA serve de molde (sense strand) 
 - Tem Uracil (U) no lugar de Timina (T) 
 - RNA fita simples 
 
 
- Gene mRNA 
DNA ATGCAT 
mRNA UACGUA 
1. RNA 
polimerase –
promotor 
2. RNA sintetizado 
pelo molde de 
DNA 
3. O DNA 
transcrito se 
enrola da fita 
complementar 
novamente 
4. A transcrição 
atinge o 
terminador 
5. O RNA e a RNA 
polimerase são 
liberados. 
 
Tradução 
Códons – grupos de três 
Nucleotídeos. 
Determina a sequência 
de aminoácidos. 
Cada códon codifica um aminoácido! 
 
- 64 códons e somente 20 aminoácidos. 
- Vários códons pode gerar o mesmo aminoácido. 
2a base 
U C A G 
1a 
base 
U 
UUU (Phe/F) Fenilalanina 
UUC (Phe/F) Fenilalanina 
UUA (Leu/L) Leucina 
UUG (Leu/L) Leucina 
 
UCU (Ser/S) Serina 
UCC (Ser/S) Serina 
UCA (Ser/S) Serina 
UCG (Ser/S) Serina 
 
UAU (Tyr/Y) Tirosina 
UAC (Tyr/Y) Tirosina 
UAA "Ocre" (Stop) 
UAG "Âmbar" (Stop) 
 
UGU (Cys/C) Cisteína 
UGC (Cys/C) Cisteína 
UGA "Opala" (Stop) 
UGG (Trp/W) 
Triptofano 
 
C 
CUU (Leu/L) Leucina 
CUC (Leu/L) Leucina 
CUA (Leu/L) Leucina 
CUG (Leu/L) Leucina 
 
CCU (Pro/P) Prolina 
CCC (Pro/P) Prolina 
CCA (Pro/P) Prolina 
CCG (Pro/P) Prolina 
 
CAU (His/H) Histidina 
CAC (His/H) Histidina 
CAA (Gln/Q) Glutamina 
CAG (Gln/Q) Glutamina 
 
CGU (Arg/R) Arginina 
CGC (Arg/R) Arginina 
CGA (Arg/R) Arginina 
CGG (Arg/R) Arginina 
 
A 
AUU (Ile/I) Isoleucina 
AUC (Ile/I) Isoleucina 
AUA (Ile/I) Isoleucina 
AUG (Met/M) Metionina, Start 
 
ACU (Thr/T)Treonina 
ACC (Thr/T)Treonina 
ACA (Thr/T)Treonina 
ACG (Thr/T)Treonina 
 
AAU (Asn/N) Asparagina 
AAC (Asn/N) Asparagina 
AAA (Lys/K) Lisina 
AAG (Lys/K) Lisina 
 
AGU (Ser/S) Serina 
AGC (Ser/S) Serina 
AGA (Arg/R) Arginina 
AGG (Arg/R) Arginina 
 
G 
GUU (Val/V) Valina 
GUC (Val/V) Valina 
GUA (Val/V) Valina 
GUG (Val/V) Valina 
 
GCU (Ala/A) Alanina 
GCC (Ala/A) Alanina 
GCA (Ala/A) Alanina 
GCG (Ala/A) Alanina 
 
GAU (Asp/D) Ácido aspártico 
GAC (Asp/D) Ácido aspártico 
GAA (Glu/E) Ácido glutâmico 
GAG (Glu/E) Ácido glutâmico 
 
GGU (Gly/G) Glicina 
GGC (Gly/G) Glicina 
GGA (Gly/G) Glicina 
GGG (Gly/G) Glicina 
61 códons senso 
03 anti-senso 
 
Tradução (DNA  Proteínas) 
 
 
 Participação do: mRNA e tRNA 
 
 
 códon anticódon 
 
 Aminoácidos 
 Proteínas 
Tradução 
Tradução 
Tradução 
Tradução 
Tradução 
Diferenças entre eucariotos e procariotos 
Nucleases – retiram os íntrons. 
Ligases – unem dos éxons. 
Diferenças entre eucariotos e procariotos Variabilidade em Microrganismos 
 A variabilidade está associada a duas propriedades: 
 
 Genótipo: Informação genética que codifica todas as características do 
organismo. 
 Procariotos: cromossomo + qualquer DNA presente (p. ex. Plasmídeos) 
 Eucariotos: cromossomo + DNA organelas (mitocôndrias e cloroplastos) 
 
 Fenótipo: Refere-se as propriedades reais, expressas. 
 Condições ambientais também podem influenciar o 
fenótipo 
 
Ex: Produção de pigmentos em 
 Serratia marcescens 
Diferenças entre eucariotos e procariotos Variabilidade em Micro-organismos 
Serratia marcescens 
37ºC 28ºC 
Diferenças entre eucariotos e procariotos Variações genotípicas 
 Ocorre graças a dois mecanismos: 
1. Mutações 
Alterações (hereditárias) na sequência 
de nucleotídeos do genoma do organismo. 
 
2. Recombinação 
Elementos genéticos contidos em dois genomas diferentes 
são reunidos numa unidade – nova combinação de genes. 
- Provoca alterações mais significativas. 
Diferenças entre eucariotos e procariotos Mutações 
Mudanças hereditárias na sequência de nucleotídeos 
de um gene 
 
 Diferentes tipos 
Substituição de bases (troca de bases) 
Adição ou perda de bases (proteínas não funcionais) 
Mutações sem sentido (término da cadeia de aa) 
Mutações silenciosas (não acarreta efeito no 
fenótipo) 
Diferenças entre eucariotos e procariotos Substituição de uma Base (pontual) 
Como detectar mutações? 
Mutantes resistentes crescendo 
dentro de uma zona de inibição 
Agentes Mutagênicos 
- Físicos 
 Ex: Luz ultravioleta 
- Químicos 
 Ex: Análogos de bases 
- Biológicos 
 Ex: Elementos transponíveis 
Efeito da 
luz ultravioleta e 
mecanismo de reparação 
 
• Radiação ionizante – raios 
X, raios gama 
 
• Bronzeamento excessivo 
dímero de timina que não 
reparados podem causar 
câncer de pele. 
• Causam erro no 
pareamento de bases. 
 
• AZT (Azidotimidina) 
Interrompe 
prematuramente o 
crescimento da cadeia 
de DNA. 
Análogos de bases 
Elementos transponíveis 
Transposons – Segmentos de DNA que podem se mover 
de uma região da molécula de DNA para outra, no mesmo 
cromossomo ou outro cromossomo ou plasmídeo. 
 
 
• baixa frequência: 10-5 a 10-7 por geração. 
• transportam genes que conferem resistência aos 
antibióticos 
Exemplos de Mutantes 
• Mutantes resistentes a antibióticos 
• Mutantes auxotróficos 
• Mutantes morfológicos 
Mutantes resistentes a 
antibióticos 
Mutantes auxotróficos 
Mutante 
auxotrófico 
perdeu a 
capacidade 
de sintetizar a 
histidina 
Mutantes Morfológicos 
Aspergillus nidulans 
Variações genotípicas 
2. Recombinação 
Elementos genéticos contidos em dois genomas diferentes 
são reunidos numa unidade – nova combinação de genes. 
- Provoca alterações mais significativas. 
Recombinação genética em procariotos 
• Transformação 
• Conjugação 
• Transdução 
Experimento de Griffith (1928) 
Conjugação 
 É necessário o contato entre as células 
Depende
da presença do fator de fertilidade – 
Fator F (contém plasmídeo). 
Bactérias Gram (-) produzem 
pili sexuais. 
Bactérias Gram (+) produzem 
substâncias aderentes. 
Conjugação 
Conjugação 
Conjugação 
Ciclo lítico e ciclo lisogênico 
Vírus como vetor – Bacteriófagos ou fagos 
- Ciclo lítico - adsorção, penetração, replicação, 
 montagem e liberação 
- Ciclo lisogênico - adsorção, penetração, 
 integração e replicação 
Fagos virulentos e temperados 
Transdução 
Célula de Escherichia coli 
Bacteriófago 
Cromossomo de E. coli 
Forma circular do cromossomo do fago 
Ciclo lítico Ciclo lisogênico 
Recombinação 
sítio-específica 
Profago 
Replicação 
Montagem 
Lise 
Transdução 
especializada

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