Genetica_MGicobiologia

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15/10/2009
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GENÉTICA BACTERIANA
Disciplina: Microbiologia Geral
Curso: Nutrição
Prof. Renata Fernandes Rabello
GENOMA BACTERIANOGENOMA BACTERIANO
CromossomaCromossoma ((nucleóidenucleóide))
� Informação genética essencial.
� Ácido desoxirribonucléico (DNA).
� Único cromossoma circular, com exceções:
Ex. Borrelia (linear) e Vibrio cholerae (> 1
comossoma).
� Não está separado dos demais materias celulares por
umamembrana nuclear.
Célula eucariótica
Célula procariótica
PlasmídeosPlasmídeos (DNA(DNA extraextra--cromossômicocromossômico))
� Moléculas de DNA de fita dupla circulares que se
replicam independente do cromossoma.
� Informação genética adicional (ex. resistência
antimicrobiana, virulência …).
� Tamanho e no de cópias variáveis.
� Plasmídeos incompatíveis.
� Plasmídeos promícuos (em diferentes espécies).
� No citoplasma ou integrados ao cromossoma
(epissoma).
� Elemento genético móvel.
� Conjugação:
� principal mecanismo de transferência de
plasmídeos entre bactérias.
� Características conferidas por plasmídeos:
� resistência antimicrobiana (plasmídeos R);
� fertilidade (plasmídeo F, E. coli);
� virulência (ex. toxinas, enzimas, proteínas de
superfície);
� bacteriocinas;
� outros.
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� Cura:
� eliminação de plasmídeos;
� espontânea ou através de vários tratamentos.
� Emprego na pesquisa.
ALTERAÇÕES NO GENOMA
� Mutações.
� Transferência de genes:
� transformação;
� conjugação;
� transdução;
MUTAÇÃO
� Alteração herdável na sequência de bases do DNA.
� Espontânea (erros na replicação do DNA)�� F.
� Induzida (agentes mutagênicos):
� químicos (ex. análagos de bases);
� físicos (ex. radiações);
� biológicos (ex. transposons).
� Mutação pontual.
� Mutações mais significativas (deleção, substituição,
inserção ou inversão).
� Mutante� genótipo ≠ da célula parenteral (selvagem).
� Genótipo� conjunto de genes de um organismo.
� Fenótipo� conjunto das características observáveis.
� Mutante:
� genótipo ≠ da célula parenteral e o mesmo fenótipo
� genótipo e fenótipo ≠ da célula parenteral;
� Ex. Cepa selvagem
Sensível a quinolonas
Cepa mutante
Sensível a quinolonas
Cepa mutante
Resistente a quinolonas
Mutação 
DNA girase/topoisomerase
(duplicação do DNA)
Transcrição
Tradução
MUTAÇÕESMUTAÇÕESPONTUAISPONTUAIS
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TRANSFORMAÇÃO
� DNA na forma livre é incorporado por uma célula
receptora.
� GP e GN (ex. S. pneumoniae, N. gonorrhoeae, H. influenzae).
� Competência:
� proteínas específicas para captação e processamento
do DNA.
EXPERIMENTOEXPERIMENTODE DE GRIFFTHGRIFFTH
((DÉCADADÉCADADE 20)DE 20)
Cepas rugosas
(avirulentas)
Cepas lisas
(virulentas)
Cepas lisas
mortas
Cepas lisas mortas e 
rugosas vivas
Camundongo
morto
Camundongo
vivo
Camundongo
vivo
Camundongo
morto
Streptococcus pneumoniae
TRANSFORMAÇÃOTRANSFORMAÇÃO
Doadora
DNA livre
Receptora
Cromossoma
DNA transformante
Proteínas de ligação 
ao DNA
Proteínas de ligação ao 
DNA de fita simples
Nuclease
Proteína RecA
Gram-positivas
TRANSFORMAÇÃOTRANSFORMAÇÃO
� Competência induzida:
� � [sais] e� temperaturas;
� eletroporação (pulsos elétricos);
� experimentos de engenharia genética.
CONJUGAÇÃO
� Transferência de genes que envolve o contato entre 2
células.
� Plasmídeos conjugativos� pili sexual.
Célula receptora
(“fêmea”)
Célula doadora 
(“macho”)
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CONJUGAÇÃO CONJUGAÇÃO 
((GramGram--negativasnegativas))
Corte em uma das fitas Pilus sexual
a) Formação do pilus sexual e corte de 
uma das fitas do plasmídeo
b) Transferência de uma das fitas do plasmídeo 
para célula receptora e replicação de DNA na 
cúla doadora. 
c) Replicação da fita de DNA transferida 
na célula receptora.
d) Finalização do processo de 
conjugação.
Plasmídeo 
conjugativo
Ex. Plasmídeo 
F (E. coli), 
outros
Obs. Cromossoma bacteriano não demonstrado nas figuras.
CONJUGAÇÃOCONJUGAÇÃO
� Epissoma:
� integração ao cromossoma do hospedeiro;
� transferência de regiões do cromossoma.
� Plasmídeo F (E. coli):
� F+ (doadora);
� F- (receptora);
� Hfr (doadora) � epissoma, � frequência de
recombinação.
� Entre diferentes espécies e gêneros.
� Ocorre principalmente entre GN.
� EmGP:
� não envolve pilus sexual;
� feromônios (célula receptora);
� agregação de células.
TRANSDUÇÃO
� Transferência de DNA de uma célula para outra por
meio de um vírus.
� Bacteriófago (fago).
� GN e GP (mas nem todas).
� Transdução especializada.
� Transdução generalizada.
Fagos T4 na superfície de uma E. coli
Infecção por um fago
Ciclo lisogênico
Ciclo lítico
Transdução especializadaTransdução generalizada
TRANSDUÇÃOTRANSDUÇÃO
Partícula transdutora
Partícula transdutora
Célula transduzida
Recombinação
Cromossoma
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� Transdução generalizada:
� DNA derivado de qualquer região do cromossoma;
� substitui genoma viral.
� Transdução especializada:
� vírus temperados;
� DNA de uma região específica do cromossoma
integra-se ao DNA viral.
TRANSDUÇÃOTRANSDUÇÃO