Aula 6 Genética bacteriana OK

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GENÉTICA BACTERIANA
MICROBIOLOGIA BÁSICA
PROF.MARIANA CALDEIRA RODRIGUES
As bactérias possuem material genético, o qual é
transmitido aos descendentes no momento da divisão
celular. Este material genético se encontra em contato
direto com o citoplasma (ausência de carioteca).
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GENÉTICA BACTERIANA
GENOMA: material genético em um organismo
Bactéria:
• informações genéticas: um único DNA circular fita dupla.
• outras informações: plasmídeos (moléculas de DNA extra
cromossômicas, circulares) + transposons ou elementos
transponíveis (são segmentos lineares de DNA que podem se
integrar ao cromossoma ou ao plasmídeo) + DNA fágico.
• E.coli: DNA ocupa aproximadamente 10% do volume celular.
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GENÉTICA BACTERIANA
PLASMÍDEOS
22 de setembro de 2016Tema da Apresentação 4
 DNA extracromossomial também são encontradas nos
procariotos na forma de plasmídio.
 Estrutura circular e com genes que conferem propriedades
especiais às células: fator de resistência a
antimicrobianos, fatores sexuais e produção de enzimas e
toxina.
 Não são essenciais para a sobrevivência da bactéria,
embora possa proporcionar vantagens seletivas.
 Podem ser transferidos de uma bactéria para outra por
conjugação e a maioria carrega de um a mais tipos.
 São capazes de autoduplicação independente da
replicação cromossômica.
PLASMÍDEOS
22 de setembro de 2016Tema da Apresentação 5
TRANSPOSONS 
22 de setembro de 2016Tema da Apresentação 6
Transposons (genes saltadores) : pequenos segmentos
lineares de DNA que podem se mover de uma posição para
outra (cromossomo-plasmídio e vice versa, mesmo
cromossomo ou plasmídio-plasmídio).
 Podem causar mutações quando eles interrompem um
gene, por ocasião de sua inserção no genoma, ou quando
eles saem do local onde estavam inseridos. A inserção de
um transposon em um gene pode impedir a expressão do
gene.
TRANSPOSONS 
22 de setembro de 2016Tema da Apresentação 7
 Um único plasmídeo R, por exemplo, pode ter diferentes
transposons com genes de resistência, como o Tn3
(resistência à ampicilina), o Tn4 (resistência à
estreptomicina, à sulfonamida e ao mercúrio, além de
conter o Tn3), o Tn5 (resistência à caramicina) e o Tn10
(resistência à tetraciclina).
BACTERIÓFAGOS
22 de setembro de 2016Tema da Apresentação 8
Bacteriófagos: vírus bacterianos basicamente constituídos de
DNA envoltos por uma capa proteica. Injetam seu material
genético na célula bacteriana, a qual pode passar a
transcrever essa nova informação se ela for inserida no
genoma.
VARIAÇÕES GENÉTICAS
Tema da Apresentação 9
 Bactérias podem apresentar variações genéticas que
resultam em clones com propriedades distintas da
linhagem original.
 Variabilidade genética se dá através de mutação ou
recombinação.
MUTAÇÃO
Mutações são alterações na sequência de bases do DNA
(genoma) contidas em um organismo, produzindo uma
linhagem mutante.
 Podem ser neutras, desvantajosas, letais ou benéficas.
Tema da Apresentação 10
MUTAÇÃO
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Elas podem ser detectadas por
variações fenotípicas ou
variações em processo
bioquímico e biofísico.
Algumas vezes as alterações da
base de um gene pode causar
mudança na proteína codificada,
sendo uma forma de
variabilidade genética.
MUTAÇÃO
Espontânea: erro durante replicação do DNA ou pela exposição do
microrganismo a fatores ambientais extracelulares – radiações ou
agentes químicos;
Induzida: produto de uma ação deliberada na qual o organismo é
exposto à ação de agente físico, químico ou biológico que produz
efeitos tóxicos sob o material genético (luz UV, raios x e gama – ex:
ácido nitroso remove o grupo amino das bases nitrogenadas).
Tema da Apresentação 12
Exemplos de alterações fenotípicas 
causadas pela mutação:
- resistência a drogas (diferenças na 
tolerância a drogas).
- incapacidade de produzir flagelo, pili, 
cápsula, variações na forma.
.
RECOMBINAÇÃO
 Processo de variabilidade genética que envolve
transferência de material genético entre duas células,
formando novas combinações gênicas.
 Contribui para a diversidade genética da população. É um
evento raro. Não é parte essencial do ciclo de vida dos
organismos procariotos.
Mecanismos evolutivos que permitem a recombinação nos
procariotos:
 Transformação
 Transdução
 Conjugação
Tema da Apresentação 13
RECOMBINAÇÃO
 Embora as mutações sejam responsáveis pela expressão de
várias novas características de uma célula, muitos fenótipos
procarióticos são decorrentes da aquisição de novos
fragmentos de DNA, por meio de processos de
recombinação.
Tema da Apresentação 14
PROCESSOS DA 
RECOMBINAÇÃO
Tema da Apresentação 15
TRANSFORMAÇÃO
TRANSFORMAÇÃO
Tema da Apresentação 16
 Incorporação de DNA livre, geralmente decorrente da lise
celular.
 Na natureza, o processo ocorre quando uma célula sofre
lise, liberando seu DNA.
 Este, por ser de grande tamanho tende a sofrer
fragmentação e outras células podem absorver alguns
fragmentos.
DIABETES
Tema da Apresentação 17
Insulina é um Hormônio humano e a 
deficiência dele causa a Diabetes.
A produção de insulina industrial é 
obtida através de bactérias que foram 
transformadas.
Gene da insulina foi incorporada aos 
plasmídeos de algumas bactérias e estes 
plasmídeos foram colocados em um 
ambiente e bactérias saudáveis 
absorveram esses plasmídeos. Assim 
essas bactérias transformadas começam 
a produzir insulina.
DIABETES
Tema da Apresentação 18
Tema da Apresentação 19
TRANSDUÇÃO
Tema da Apresentação 20
TRANSDUÇÃO
Tema da Apresentação 21
TRANSDUÇÃO
 Transferência de material genético mediada por vírus
(bacteriófagos).
1. Transdução generalizada: requer a ocorrência de um ciclo lítico, onde
pode haver o empacotamento de fragmentos de DNA da célula
hospedeira.
A frequência com que um determinado gene é transferido é baixa, uma
vez que cada partícula transdutora leva apenas um determinado
fragmento de DNA.
1. Transdução especializada: raro.
A etapa inicial corresponde à infecção e lisogenização do fago.
Pela ação de algum indutor (ex: UV) há a separação do fago do genoma.
Em alguns casos, essa separação é defeituosa, promovendo a remoção
de genes bacterianos e deixando parte do genoma viral na célula.
Tema da Apresentação 22
CONJUGAÇÃO
Tema da Apresentação 23
CONJUGAÇÃO
 Processo de transferência de DNA de uma bactéria para
outra, envolvendo o contato entre as duas células.
 Está associada à presença de plasmídeos F.
 Estes plasmídeos contêm genes que permitem a
transferência do DNA plasmidial de uma célula para
outra ou, em outras palavras, a capacidade conjugativa.
 Eventualmente, os plasmídeos podem ser integrados ao
cromossoma.
EXPRESSÃO GÊNICA
 O termo expressão gênica refere-se ao processo em que a
informação codificada por um determinado gene é decodificada em
uma proteína. Teoricamente, a regulação em qualquer uma das
etapas desse processo pode levar a uma expressão gênica
diferencial.
Tema da Apresentação 24
POR QUÊ REGULAR A 
EXPRESSÃO GÊNICA?
Tema da Apresentação
 A quantidade de genes em uma determinada célula, é muito
maior do que o número de proteínas necessário para o
funcionamento daquela célula. A expressão desnecessária de
genes e a consequente produção de proteínas resultariam em
um gasto energético muito grande.
À partir de um DNA molde 
até a produção de uma 
proteína funcional,
existem vários pontos que 
podem influenciar a 
expressão gênica.