Genética Bacteriana

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Aula 10 pg. 111
Microbiologia
Genética Bacteriana
A Genética Bacteriana relaciona-se com o crescimento bacteriano e fenótipo (va-
riações estruturais e fisiológicas coletivas de uma célula ou organismo), e revelou que os 
genes são constituídos de DNA. Essa observação permitiu o desenvolvimento da Biologia 
Molecular.
O material genético de uma bactéria organiza-se em um único cromossomo circular, 
composto por ácido desoxirribonucléico (DNA), uma dupla fita altamente enovelada que 
contém informações genéticas (genes) necessárias à bactéria sob todas as condições de 
sobrevivência. Essa informação pode ser decodificada a partir de uma seqüência de ácido 
ribonucléico (RNA) responsável por carregar aos ribossomos as informações necessárias 
para a síntese de proteínas (produtos funcionais).
Algumas bactérias, entretanto, podem apresentar pequenos fragmentos de DNA, a 
grande maioria circulares, capazes de replicar independentemente do cromossomo, de-
nominados plasmídios, que contêm genes não essenciais ao crescimento da célula sob 
condições normais, mas sim associados a funções especializadas. Dessa maneira, os 
plasmídios precisam carregar genes que garantam sua própria replicação.
Muitos plasmídios transportam genes responsáveis por sua transferência de uma 
bactéria para outra (conjugativos), enquanto outros plasmídios não são conjugativos e não 
conseguem efetuar sua própria transferência. As bactérias podem conter diferentes tipos 
de plasmídios, sendo os mais freqüentemente observados:
Descobertos no Japão, no final da década de 50, a partir de linhagens de entero-
bactérias resistentes a uma variedade de antibióticos, são conhecidos como Plasmídios 
R, pois contêm informações para a síntese de enzimas que inativam antibióticos ou inter-
ferem em sua captação pela célula, conferindo resistência aos antibióticos e vários outros 
Plasmídios R
Veja a figura 01 ao final desta aula.
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inibidores de crescimento bacteriano (metais pesados ou toxinas celulares). A ocorrência 
de fenótipos de resistência a antibióticos, devido à presença de plasmídios, tem grande 
importância clínica, sendo correlacionada ao crescente uso de antibióticos, pois trouxe 
sérios problemas no tratamento das doenças bacterianas.
Assim que linhagens resistentes foram isoladas, foi demonstrado que muitas destas 
eram capazes de transferir a resistência para linhagens sensíveis, por meio do contato 
intercelular. Muitos plasmídios R contêm dois grupos de genes: o grupo fator de transfe-
rência de resistência (FTR), que inclui genes para replicação do plasmídio e conjugação, e 
o grupo r-determinante, que contém genes de resistência. A transferência de resistência 
pode ocorrer entre as bactérias de uma mesma população ou entre bactérias de diferentes 
gêneros.
Diversas bactérias patogênicas possuem estruturas que permitem colonizar os hos-
pedeiros e desencadear processos infecciosos, podendo resultar em danos às células. 
Em várias bactérias essas características de virulência são codificadas por genes plasmi-
diais. Por exemplo, linhagens enteropatogênicas de Escherichia coli são caracterizadas 
pela capacidade de colonizar o intestino delgado, onde produzem uma toxina que provoca 
os sintomas da diarréia. Essas bactérias podem transportar de 10 a 15 plasmídios não 
conjugativos por cromossomo.
A colonização bacteriana do intestino requer a presença de uma proteína denomi-
nada Antígeno Fator de Coagulação (AFC), codificada por um plasmídio que confere às 
bactérias a capacidade de se aderir às células epiteliais do intestino. Bactérias enteropato-
gênicas sintetizam ainda pelo menos duas toxinas codificadas por genes plasmidiais: uma 
hemolisina, que promove a lise das hemácias, e uma enterotoxina, que induz a diarréia.
Muitas bactérias possuem a capacidade de produzir agentes que inibem ou matam 
espécies relacionadas, ou mesmo linhagens diferentes da mesma espécie; esses agentes 
são denominados bacteriocinas e correspondem a peptídeos sintetizados pelos ribosso-
mos. Os plasmídios Col, por exemplo, são plasmídios de Escherichia coli capazes de 
Plasmídios de Produção de Toxinas
Plasmídios de Produção de Bacteriocinas
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A recombinação genética refere-se à transferência de material genético entre bacté-
rias. É muito comum e contribui para a diversidade genética das bacterianas. Existem três 
formas de trocas genéticas distinguidas pela forma do DNA doador:
Conjugação: a bactéria doadora produz uma pili (Pili F ou fímbria sexual) 
codificada por um plasmídio (plasmídio F, descrito em Escherichia coli) e es-
tabelece contato direto com uma bactéria receptora potencial que não conte-
nha o plasmídio. Ocorre a retração da pili, estabelecendo-se o contato entre 
as duas bactérias.
O plasmídio é então transferido de uma bactéria a outra e replicado durante a trans-
ferência de uma cópia do filamento simples do DNA do plasmídio para o receptor, onde o 
filamento complementar é sintetizado. Esse processo de transferência é muito eficiente e 
em condições adequadas todas as células receptoras adquirem um plasmídio.
Transformação: processo no qual o DNA livre no meio é captado por bacté-
rias receptoras, resultando em alterações genéticas. Algumas bactérias rea-
lizam esse processo somente quando estão em estado de competência, na 
presença de fatores de competência, produzidos unicamente em um ponto 
específico do ciclo de crescimento bacteriano, que permitem a ligação ao 
DNA. A bactéria competente é aquela capaz de captar uma molécula de DNA 
e ser transformada. Outras bactérias sofrem transformação facilmente, de-
vido à capacidade de incorporar o DNA, modificado em seus cromossomos.
Transferência de DNA e Recombinação Genética
produzir colicinas (bacteriocinas) inibindo o crescimento de bactérias que não possuam 
este plasmídio.
Veja a figura 02 ao final desta aula.
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Veja a figura 02 ao final desta aula.
Veja a figura 03 ao final desta aula.
Transdução: nesse processo, a recombinação genética é realizada por vírus 
(fagos). Um bacteriófago (vírus que infecta bactérias) carrega DNA de uma 
bactéria doadora a uma bactéria receptora. Para realizar a infecção viral, o 
fago fixa-se à parede celular bacteriana e injeta seu DNA na bactéria. O DNA 
dirige a síntese de novos DNAs virais e também de novos revestimentos pro-
téicos virais. Alguns fragmentos de DNA bacteriano são empacotados dentro 
do revestimento protéico do fago, que transportarão DNA bacteriano ao invés 
de DNA viral. Essas partículas, uma vez liberadas, infectam novas popula-
ções bacterianas e transferem plasmídios para células receptoras.
Alterações na estrutura do DNA, causando uma modificação no produto codificado 
por um gene e fonte de uma grande variabilidade genética, são conhecidas por mutações. 
A alteração pode ser desvantajosa ou letal, se a bactéria perder uma característica feno-
típica importante. Entretanto, a mutação pode ser benéfica se a proteína codificada pelo 
gene possuir uma atividade nova ou intensificada, que beneficie a bactéria. Organismos 
mutantes são aqueles que foram expostos a algum agente químico ou físico (agentes 
mutagênicos).
Mutações espontâneas podem ser causadas por erros durante o processo de re-
plicação do DNA ou pela exposição do organismo a radiações e agentes químicos que 
promovem alterações nas bases do DNA. Muitas mutações são silenciosas e a alteração 
do DNA não resulta na modificação da proteína. 
Mutação
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Jawets, E.Microbiologia Médica. 22. ed., Rio de Janeiro: McGraw-Hill, 2006.
Madigan, M.T. Martinko, J.M., Parker, J. Microbiologia de Brock. 10. ed., São Paulo: Pe-
arson, 2004.
Tortora, G.J. Microbiologia. 8. ed., Porto Alegre: Artmed, 2005.
Trabulsi, L.R., Alterthum, F., Gompertz, O. F., Candeias, J.A.N. Microbiologia. 3. ed., São 
Paulo: Atheneu, 1998.
www.nehmi-ip.com.br/services.php?serv=10&faq=23#29
Figura 01 - Conjugação Bacteriana
Fonte - www.nehmi-ip.com.br
Referências
Indicação de Sites
Figuras
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Figura 02 - Processo de Transformação
Fonte - www.nehmi-ip.com.br
Figura 03 - Processo de Transdução
Fonte - www.nehmi-ip.com.br
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