GENÉTICA MICROBIANA 2

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
CAMPUS SENADOR HELVÍDIO NUNES DE BARROS
DOCENTE: Dr. LUÍS EVÊNCIO LUZ
DISCIPLINA: MICROBIOLOGIA E IMUNOLOGIA
Genética Microbiana
EQUIPE
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Amanda Martins
Ana Paula Wenzel
Andreia Pacheco
Anna Clélia Resende
Gabriela Valente
Gabrielle Almeida
CONCEITOS GERAIS
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O QUE É GENÉTICA?
GENOMA informação genética
CROMOSSOMOS estrutura contendo DNA e 
 proteínas 
GENES segmentos de DNA que contém a sequencia
 de nucleotídeos para a produção de uma 
 determinada proteína 
CÓDIGO GENÉTICO relação entre cada códon e o 
 aminoácido específico
ORGANIZAÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO
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O material genético não está contido dentro de um núcleo, ou seja, seu genoma está “solto” no citoplasma e encontra-se condensado em uma estrutura chamada nucleoide.
O nucleoide ou cromossomo bacteriano é constituído por:
 ~ 1 molécula de DNA de fita dupla, circular
 ~ não é delimitado por membrana nuclear
 ~ é capaz de auto replicação
 ~ seus genes contém todas as informações necessárias para a sobrevivência da célula
Estrutura e Função do Material Genético
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Estrutura
 nucleotídeos dupla hélice pares de bases
Função
 passar o material genético para os descendentes, além de conter genes fundamentais para a produção de proteínas fundamentais à vida.
DO QUE É FEITO O DNA
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 Dupla cadeia de nucleotídeos arranjados em hélices com pares de bases ligados por pontes de hidrogênio
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O DNA bacteriano divide-se em:
Cromossomial
Extra-cromossomial
ORGANIZAÇÃO DO MATERIAL GENÉTICO
Fita dupla circular que contém as informações necessárias.
São os plasmídios, transposons e integrons.
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Plasmídios
Tranposons
Integrons
Segmentos do DNA que carregam informação genética e se auto duplicam independentemente do cromossomo. São muito comuns em bactérias. Não são essenciais às células, porém podem capacitar suas bactérias a matar outras bactérias ou resistir à ação de antibióticos. 
São elementos genéticos móveis que podem transferir DNA dentro de uma célula, de uma posição para outra no genoma ou entre diferentes moléculas de DNA (plasmídio-plasmídio ou plasmídio-cromossomo). Não se auto duplicam.
Segmentos de DNA menores que os transposons que também não se auto duplicam e também são elementos genéticos móveis. Estão relacionados à captura de genes de resistência.
PLASMÍDIOS
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Plasmídios conjugativos
Plasmídios bacteriocinogênicos
Plasmídios R
Plasmídios de degradação
PROCARIONTES X EUCARIONTES
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 Não possui membrana nuclear
 O cromossomo é enrolado, espiralado e altamente compacto
 Pode conter plasmídios
 Apenas uma cópia do seu cromossomo por célula (haploide)
 Possui membrana nuclear
 O cromossomo é linear
 É pelo menos 10x mais longo que o procarionte
Raramente contém plasmídios
 Há normalmente mais de uma cópia de seu cromossomo por célula (diploide)
PERGUNTAS
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Do que é feito o DNA?
O que é um plasmídio?
O DNA é composto de nucleotídeos.
Segmentos do DNA que carregam informação genética e se auto duplicam. Não são essenciais às células, porém podem oferecer uma vantagem à bactéria.
REPLICAÇÃO DO DNA
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É o processo que copia as sequências de nucleotídeos de uma molécula de DNA parental de fita dupla em duas moléculas de DNA filhas de fita dupla.
Esse processo é denominado replicação semiconservativa porque cada molécula-filha contém uma fita da molécula parental, ou seja, uma fita velha conservada e uma nova sintetizada.
Célula Parental
Célula filha
Célula filha
ETAPAS DA REPLICAÇÃO
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Iniciação
Ampliação ou alongamento
Término
A enzima DNA girase desenrola as duas fitas parentais em um local específico da molécula de DNA, formando duas forquilhas de replicação.
As forquilhas movem-se em direções opostas em torno da molécula de DNA. Como as fitas parentais estão separadas, cada uma serve como modelo para a síntese de uma nova fita, que é complementar à fita parental.
A enzima DNA ligase junta os segmentos de DNA.
REPLICAÇÃO DO DNA
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A enzima DNA polimerase assegura a complementaridade pela adição de nucleotídeos para a fita nova de tal forma que cada novo nucleotídeo é complementar à base correspondente da fita parental.
 
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Replicação do DNA
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DNA
PERGUNTAS
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O que é uma replicação semiconservativa?
Qual a função da DNA ligase na replicação do DNA?
É a replicação do DNA na qual cada uma das células filhas recém formadas conserva uma das fitas de DNA parental da célula que a originou e, a partir da fita parental, forma uma cadeia nova, complementar ao seu molde.
Ligar os filamentos de DNA recém sintetizados.
TIPOS DE RNA
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TRANSCRIÇÃO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA
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As mensagens genéticas orientam a produção de RNA e proteínas.
Transcrição do DNA em RNA
 Processo pelo qual o DNA produz RNA.
 Envolve somente uma das fitas do DNA.
 A enzima RNA polimerase DNA dependente é quem transcreve o gene para o RNAm.
 As duas fitas de DNA são separadas e uma fita de RNAm é sintetizada.
 A transcrição acaba quando a enzima alcança a sequencia terminadora do gene.
DNA
RNA
SÍNTESE DE RNA - TRANSCRIÇÃO
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RNA polimerase DNA dependente liga-se ao DNA;
Montagem dos nucleotídeos;
Crescimento do RNA;
RNA polimerase atinge o “terminador”;
RNA polimerase e RNA mensageiro são liberados.
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Tradução do RNA em proteína
TRADUÇÃO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA
 É o processo pelo qual o RNA produz proteína.
 A informação do RNAm é traduzida em RNAt.
 Cada molécula de RNAt possui uma trinca de 3 bases, o anticódon, que é complementar ao códon do RNAm.
 Cada trinca de RNAt transporta um aminoácido específico para o RNAm no ribossomo, onde os aminoácidos são ligados formando uma cadeia polipeptídica.
 A síntese de cadeia acaba quando um códon sem sentido (nonsense) é encontrado pelo ribossomo.
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PERGUNTAS
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O que é transcrição genética?
O que é tradução genética?
Processo pelo qual o DNA produz RNA envolvendo somente uma das fitas de DNA.
Processo pelo qual o RNA transcrito pelo DNA produz proteína nos ribossomos.
GENES E EVOLUÇÃO
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A atividade dos genes podem ser controlados pelos mecanismos reguladores internos da célula e em si podem ser alterados ou redistribuídos pela mutação, transposição e recombinação. Todos esses processos fornecem diversidade aos descendentes das células.
VARIABILIDADE GENÉTICA NOS MICRORGANISMOS
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A variabilidade está associada com duas propriedades fundamentais de um organismo:
Genótipo
composição genética = coleção de genes
Fenótipo
genótipo + influência do meio ambiente
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Alterações fenotípicas
Acontece sempre que a presença ou a ausência de algum fator no ambiente determina a expressão ou não de uma característica genética.
Ou seja: são resultado das condições ambientais.
Não ocorre alteração no DNA, apenas da expressão genética.
VARIABILIDADE GENÉTICA NOS MICRORGANISMOS
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Alterações genotípicas
Ocorrem como resultado de alterações do DNA.
Essas alterações do DNA podem ocorrer de duas formas: pela mutação ou pela recombinação.
VARIABILIDADE GENÉTICA NOS MICRORGANISMOS
MUTAÇÃO
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Mutação é uma alteração na sequencia de nucleotídeos do DNA e ocorre durante a replicação do cromossomo bacteriano.
Qualquer gene pode sofrer mutação.
Se um gene tem sua sequencia de nucleotídeos alterada, a proteína que ele codifica pode ter uma alteração na sequencia dos aminoácidos.
Uma célula que possui um gene alterado é chamado de mutante e a célula parental com o gene normal é chamado de tipo selvagem.
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As mutações podem ser de 4 tipos:
Mutação neutra
Mutação errônea
Mutação sem sentido (nonsense)
Mutação por
deslocamento de quadro
MUTAÇÃO
MUTAÇÃO NEUTRA
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Resulta de uma substituição de um nucleotídeo no qual o códon alterado continua a codificar o mesmo aminoácido, assim, a mesma proteína é sintetizada.
Se o códon do RNAm é AAU e tornar-se AAC continuará a codificar o mesmo aminoácido e então não acarreta nenhum dano ou vantagem para a célula.
MUTAÇÃO ERRÔNEA
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Resulta de uma substituição de um nucleotídeo no qual, o códon alterado codifica um aminoácido diferente, assim, não poderá ser sintetizada a mesma proteína.
Se o códon AAU tornar-se AAG, codificará um aminoácido diferente. Isso pode alterar as propriedades da proteína e até torná-la não funcional.
MUTAÇÃO SEM SENTIDO 
(NONSENSE)
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Resulta da uma substituição de um nucleotídeo no qual produz um códon de terminação de cadeia. Isto resulta em um término prematuro da proteína durante a tradução produzindo uma proteína incompleta que provavelmente não será funcional.
O códon UAA é de terminação. Se houver alteração do códon UAU por UAA na tradução, como o UAA é de terminação, a proteína para de ser sintetizada e fica incompleta.
MUTAÇÃO POR DESLOCAMENTO DO QUADRO DE LEITURA
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Resulta da adição de um ou mais nucleotídeos no gene e é denominada mutação de inserção (se houver adição) ou mutação de deleção (se houver retirada de um nucleotídeo). Isso geralmente leva à formação de uma proteína não funcional.
Por exemplo, se temos uma frase e adicionarmos uma letra aleatória depois do R, ficaremos com:
TER UMA BOA MÃE _ _ _ _ _ _ _ _ _
TER DUM ABO AMÃ E_ _ _ _ _ _ _ _
Se você retirar uma letra o resultado também ficará sem sentido!
RECOMBINAÇÃO
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É o processo que produz um novo genótipo por meio da troca de material genético durante os processos de conjugação, transdução ou transformação.
Mecanismos de recombinação:
 ~ Conjugação
 ~ Transdução
 ~ Transformação
MECANISMOS DE RECOMBINAÇÃO
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 ~ Conjugação: mecanismo de transferência de informações genéticas. (Pili de conjugação)
 ~ Transdução: processo no qual o DNA bacteriano é transferido entre as células mediante um vírus.
 ~ Transformação: processo no qual o DNA livre no meio é tomado pela célula bacteriana, resultando em alterações genotípicas.
CONJUGAÇÃO EM BACTÉRIAS
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O material genético é transferido de uma bactéria para outro. A conjugação é mediada por um tipo de plasmídio, um fragmento circular de DNA que se replica independente do cromossomo da célula.
Célula doadora
Célula receptora
Plasmídio conjugativo
Pili
TRANSDUÇÃO EM BACTÉRIAS
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PERGUNTAS
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Qual a diferença entre mutação e recombinação?
Quais as diferenças entre mutações neutras, errôneas, sem sentido e por deslocamento do quadro de leitura?
Mutação: alteração na sequencia de nucleotídeos do DNA e ocorre durante a replicação do cromossomo bacteriano.
Recombinação: processo que produz um novo genótipo por meio da troca de material genético durante os processos de conjugação, transdução ou transformação.
Mutações neutras: substituição de um nucleotídeo no qual o códon alterado continua a codificar o mesmo aminoácido.
Mutações errôneas: substituição de um nucleotídeo no qual, o códon alterado codifica um aminoácido diferente.
Mutações sem sentido: substituição de um nucleotídeo no qual produz um códon de terminação de cadeia.
Mutações por deslocamento do quadro de leitura: adição de um ou mais nucleotídeos no gene.
PERGUNTAS
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Quais são e como ocorre os mecanismos de recombinação?
Conjugação: mecanismo de transferência de informações genéticas. 
Transdução: processo no qual o DNA bacteriano é transferido entre as células mediante um vírus.
Transformação: processo no qual o DNA livre no meio é tomado pela célula bacteriana, resultando em alterações genotípicas.
OBRIGADA!
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