Aula 7 – Recombinação de bactérias

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Aula 7 – Recombinação de bactérias
Recombinação genica refere-se a troca de genes entre duas moléculas de DNA, para formar novas combinações de genes em um cromossomo. Assim como a mutação, a recombinação genica contribui para a diversidade genica de uma população que é a fonte da variação evolutiva. A recombinação pode ocorrer por crossing over ou por transferência de material genético.
O Crossing over é um processo em que dois cromossomos se romperem e se unem novamente, fazendo com que os cromossomos originais se combinem de modo que cada um transporta uma parte de outro gene.
A transferencial de material genético pode ser feita entre as bactérias de 3 formas (Conjugação, Transformação e Transdução), sendo que em todos os mecanismos a transferência envolve uma célula doadora que da uma porção de seu DNA total para uma célula receptora. Uma vez transferido, parte do DNA do doador normalmente é incorporado ao DNA do receptor o restante é descartado por enzimas celulares. A célula receptora incorpora o DNA doador em seu próprio DNA é denominada um recombinante. A transferência de material genético entre as bactérias é um evento raro ocorreno em 1% ou menos da população. 
Transformação em Bactérias
Os genes são transferidos de uma bactérias para a outra como DNA “nu” em solução. A transformação funciona melhor quando as células doadoras e receptoras são intimamente relacionadas. Mesmo que somente uma pequena porção do DNA de uma célula seja transferida ao receptor, a molécula que deve passar através da parede e membrana celular do receptor ainda é muito grande. Quando uma célula receptora esta em um estado fisiológico em que pode captar o DNA doador, é descrita como competente. A competência resulta de alterações na parede celular que a torna permeável a moléculas grande de DNA. 
Exemplo: Existem dois tipo de Bactéria, o tipo A que é encapsulada e virulenta e o tipo B que não é capsulada e não é virulenta. Quando bactérias do tipo B são mortas e colocadas junto das bactérias do tipo A, nada acontece. Quando bactérias do tipo A são mortas e colocadas junto das bactérias B, esta passa a ser virulenta. Portanto as bactérias do tipo B foram transformadas, pois adquiriram uma nova característica hereditária incorporando genes das bactérias A mortas.
Conjugação 
É mediada por um tipo de plasmídeo, um fragmento circular de DNA que se replica independente do cromossomo da célula. A conjugação difere da transformação em dois aspectos:
1. A conjugação requer contato direto célula a célula.
2. As células em conjugação geralmente devem ser de tipos opostos de acasalamento, as células doadoras devem transportar o plastídeo e as células receptoras usualmente não. 
As bactérias Gram-Negativas, o plasmídeo transporta genes que codificam a síntese de pili sexuais que são projeções da superfície da célula doadora que entram em contato com a receptora e auxiliam a unir as duas células em contato direto. 
As bactérias Gram-Positivas produzem moléculas de superfície aderentes, que fazem as células entrarem em contato direto umas com as outras. No processo de conjugação o plasmídeo é replicado durante a transferência de uma copia de fita simples de DNA do plasmídeo para o receptor, onde a fita complementar é sintetizada.
O fator F (Fator de Fertilidade) for o primeiro plasmídeo observado sendo transferido entre as células durante a conjugação, ele é uma molécula de DNA circular com cerca de 40 genes, responsável pela formação do pilus e que tem uma replicação Autossomica ou uma integração no cromossomo (epissoma). Os doadores transportando fatores F (células F+) transferem os plasmídeo aos receptores (Células F-), os quais, como resultado, trornam-se células F+. Em algumas células transportando fatores F, o fator se integra ao cromossomo, convertendo a célula F+ em uma célula Hfr (Alta frequência de recombinação). Quando a conjugação ocorre entre uma célula Hfr e uma célula F-, cromossomo da célula Hfr se replica, e uma fita mãe do cromossomo é transferida para a célula receptora. A replicação do cromossomo Hfr se inicia no meio do fator F integrado e um pequeno fragmento do fator F conduz os genes cromossômicos para a célula F-. Uma vez dentro da célula receptora, o DNA do doador pode se recombinar com o DNA do receptor . Assim, pela conjugação com células Hfr uma célula F- pode adquirir novas versos dos genes cromossômicos (assim como na transformação).Contudo, ela permanece uma célula F-, pois não recebeu um fator F completo durante a conjugação. As vezes o plasmídeo da célula Hfr se desprende do cromossomo, mas mantem uma pequena parcela de cromossomo, a esse tipo de célula chamados de F’. Quando essa célula F’ conjuga com uma célula F-, a célula F- transforma-se em uma célula F’’ pois também não terá o plasmídeo completo.
Portanto a conjugação ocorro basicamente em 5 etapas:
1. Formação de pares específicos
2. Conexão celular (Pillus Sexual)
3. Mobilização de Fator F
4. Transferência de Fator F
5. Replicação
Transdução
O DNA bacteriana é transferido de uma célula doadora para uma célula receptora dentro de um vírus que infecta bactérias, denominado bacteriófago ou fago. Esses bacteriófagos tem dois ciclos de vidas distintos o Ciclo lítico e o ciclo lisogênico:
- Ciclo lítico: Adsorção, penetração, replicação, montagem e liberação de novos fagos
- Ciclo lisogênico: Adsorção, penetração, integração e replicação.
 A Transdução pode ser Generalizada e Especializada.
× Transdução Generalizada: Está mais ligada ao ciclo lítico do fago. Nela qualquer fragmento do cromossomo bacteriano pode ser transferido no lugar do genoma viral. Durante o desenvolvimento do fago dentro da bactéria infectado, o cromossomo bacteriano é fragmentado pelas enzimas do fago e no mínimo alguns fragmento de DNA bacteriano são erroneamente empacotados dentro do revestimento proteico do Fago. Quando as partículas de fato são liberadas infectam posteriormente uma nova população de bactérias transferindo para as células receptoras recém infectadas genes bacterianos.
× Transdução Especializada: Está mais ligada ao ciclo lisogênico dos fagos, nela a transferência de genes adjacentes ao fago, basicamente, somente certos genes bacterianos são transferidos.