Genética de Microrganismos

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GENÉTICA DE MICRO-
ORGANISMOS
GENOMA
TODA a informação genética contida em uma célula
Cromossomos
Estruturas que transporta 
fisicamente a informação 
hereditária, contém os GENES
Segmentos de DNA que 
codificam para os produtos 
funcionais
Relembrando... A estrutura do DNA
Outros conceitos importantes
 Genótipo:
TODA a composição genética de um organismo.
 Fenótipo:
Expressão do genótipo
Cromossomo Procarioto X Cromossomo 
Eucarioto
Procarioto Eucarioto
1 por célula Mais de 1 por célula
DNA fita dupla circular DNA fita dupla linear
Não é envolto por membrana nuclear - Envolto por membrana nuclear
Histonas - like - proteínas - Histonas - proteínas
- Pequeno - Grande (10x maior)
Plasmídeos Na maioria ausentes
Procariotos X Eucariotos
DNA E. coli
1mm de 
comprimento=
10 vezes maior 
que toda a célula
Plasmídeos
Moléculas de DNA, dupla fita
Autorreplicantes,
Circulares,
1 a 5% do cromossomo bacteriano.
• Fator F: plasmídeo conjugativo
• Plasmídeos de dissimilação
•Plasmídeos: produção de toxinas e
produção de bacteriocinas
• Fatores R: fatores de resistência
Topoisomerase: 
desenovelamento
do DNA
Helicase
REPLICAÇÃO DO DNA
- Semiconservativa
- Sentido síntese 5’ – 3’
TRANSCRIÇÃO
Sentido se síntese: 5’ – 3’.
CÓDIGO GENÉTICO
Em procariotos código 
de iniciação é a 
formilmetionina
Degeneração: 64 
códons, 20 aminoácidos
TRADUÇÃO
TRADUÇÃO
TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO SIMULTÂNEA 
EM BACTÉRIAS
 Alterações fenotípicas
 Alterações genotípicas
Variabilidade genética em 
micro-organismos
Recombinação gênica
Mutações
Transferência gênica
Alterações genotípicas
1)- Mutação – geralmente resultante de deleção, 
inserção ou substituição de um ou mais 
nucleotídeos. 
- Resultam em pequenas alterações genéticas 
(uma em vários milhões de células)
. 2)- Recombinação – troca de genes entre duas 
moléculas de DNA.
- Provoca alterações mais significativas.
Mutações
 Gene alterado= proteína (enzima) alterada
Desvantagem: 
Enzima inativa (sequencia de aa
alterada) 
Pode ser letal para 
a célula
Vantagem: gene MUTANTE = 
Características que beneficiem 
a célula
Mutantes 
resistentes 
crescendo dentro de 
uma zona de 
inibição
célula ou organismo com gene não alterado – Selvagem
frequência baixa – ao acaso/espontaneamente
Agentes mutagênicos
Tipos de Mutação
Mutação de ponto (substituição de bases):
 Neutra: aa igual (código degenerado)
 Errônea (missense): aa diferente
Ex: anemia falciforme (alteração no gene da globina)
• Sem sentido 
(nossense): 
proteína incompleta – stop 
códon.
Tipos de Mutação
 Deslocamento do quadro de leitura (tradução):
adição ou perda de um ou mais nucleotídeos, gerando 
proteínas não funcionais
Ter uma boa mãe ... 
Adição de um 
nucleotídeo: d
Deleção de um 
nucleotídeo: t
Ter umd abo amã e.. Eru mab oam ãe. 
Resultado: sequência de aa alterados e consequentemente 
uma proteína inativa;
Ocorrem ao acaso, espontaneamente
Agentes mutagênicos
todo agente químico ou físico que torne a frequência 
de mutação maior que a espontânea: indução da 
mutação
Químico: substâncias que reagem com o DNA
- Nitrato de sódio, fenol e compostos fenólicos,
glutaraldeído, óxido de etileno, formaldeído, ácido nitroso
(HNO3), aflatoxina (Aspergillus flavus)...
. Análogos de nucleosídeos: AZT.
Físico: Radiações (Luz UV), raios X, sol
Identificação de Mutantes
• Seleção direta: detecção de células mutantes
em detrimento das células parentais não
mutadas.
- adição de antibiótico ao meio – seleção de
resistentes
- adição de vírus – resistência ao vírus
Mutação ocorre ANTES da exposição ao antibiótico
ou vírus
Seleção indireta: placas réplica
Seleciona uma célula que não pode realizar uma função, 
que perdeu a capacidade
Ex: cél. bacteriana 
que perdeu a 
capacidade de 
sintetizar o aa 
histidina
Mutante 
auxotrófico:
Micro-organismo 
com necessidade 
nutricional ausente 
na cél. parental
Placa réplica
Recombinação gênica
 É troca de genes entre duas moléculas de DNA, 
para formar novas combinações de genes em 
um cromossomo
Eucariotos:
ocorre entre dois 
cromossomos homólogos:
MEIOSE (fenômeno 
crossing-over).
Procariotos:
-Transformação, 
conjugação e transdução
- Transferência gênica vertical: descendentes
- Transferência gênica horizontal: bactérias
As bactérias não-encapsuladas vivas absorveram material genético das
encapsuladas mortas pelo calor e passaram a produzir cápsula, o que lhes
conferiu a capacidade de causar doença. As bactérias não-encapsuladas
foram transformadas em encapsuladas.
Transformação
- célula receptora 
adquire DNA solúvel 
no meio (decorrente 
da lise celular)
- célula competente –
sofreu alterações na 
parede celular que as 
tornaram permeavéis 
a grandes moléculas 
de DNA
Conjugação
 é um processo de transferência de genes que
requer o contato célula-célula: plasmídeo F.
 o DNA é transferido diretamente de uma
célula doadora (F+ ) para uma célula receptora
(F- ).
 Bactérias Gram negativas: plasmídeos transportam genes
que codificam para a síntese de pili sexuais.
Bactérias Gram positivas: produção de moléculas
aderentes de superfície que fazem as células entrarem em
contato direto umas com as outras.
Transdução
 DNA bacteriano é transferido de uma célula doadora
para uma célula receptora através de um virus.
 Fago transdutor – bacteriófago
 Transdução generalizada: ciclo lítico – adsorção,
penetração, replicação, montagem e liberação - pode
haver o empacotamento de fragmentos de DNA da
célula hospedeira, gerando partículas denominadas
partículas transdutoras, que correspondem ao capsídeo
viral contendo em seu interior DNA bacteriano.
TRANSDUÇÃO GENERALIZADA
TRANSDUÇÃO ESPECIALIZADA
- Transposons
 São elementos que mudam de posição dentro do
genoma.
 Podem estar presentes no cromosssomo ou no
plasmídeo.
 Também chamados de “genes saltadores”.
 Podem afetar a expressão de outros genes –
baixa frequência 10-5 a 10-7 por geração.
 Não se auto-duplicam.
 Molécula de DNA dupla fita com extremidades
repetidas e invertidas;