Genética de Bactérias

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Genética de Bactérias
Discentes: 
Felipe Canos
Isadora Santos
Jacqueline Lima
Karisse Carneiro
Miguel Zorzo
Wallace Alves;
Disciplina: Genética Geral
Docente: João Tadeu Ribeiro Paes
Sumário
Introdução
Elementos genéticos do DNA bacteriano
Transferência gênica de bactérias
Conjugação bacteriana
descoberta da conjugação
descoberta do fator fertilidade
linhagens Hfr
transmissão linear de genes Hfr
dedução da circularidade dos cromossomos
Transformação bacteriana
Transdução
Genética de bacteriófagos
Introdução 
Bactérias são seres procariontes (assim como as cianobactérias que são seres da mesma classe), unicelulares e pertencentes ao Reino Monera.
Característica fundamental: DNA não circundado dentro de um núcleo delimitado por uma membrana.
Os vírus também são classificados pela maioria dos biólogos como não vivos devido a sua incapacidade de reproduzir-se sozinhos.
Reprodução: parasitam células vivas e usar a maquinaria molecular dessas células, como os bacteriófagos em relação às bactérias.
Introdução
Material genético das bactérias: transmitido no momento da divisão celular.
DNA bacteriano: macromolécula em forma circular de dupla fita.
Reprodução assexuada: crescimento celular e divisão. Uma célula torna-se duas.
Reprodução sexuada: difíceis de observar mesmo com o microscópio, devido ao pequeno tamanho. Assim, o enfoque geral para detectar fusão tipo sexual tem sido genético, baseado na detecção de recombinantes.
Trabalhando com microrganismos
Plaqueamento: processo em que se cultiva células .
Uma pequena quantidade de cultura líquida é pipetada em uma placa de Petri contendo meio sólido de ágar e, então, espalha-se igualmente pela superfície com um espalhador estéril.
Colônia: mais de 10^7 células. Visível ao olho nu.
Elementos genéticos do DNA bacteriano
DNA cromossomal: 
Folha dupla circular com informações cruciais para a sobrevivência da célula;
4.500 kp;
DNA extracromossomal:
Plasmídeos: informação genética não-essencial para a sobrevivência, entretanto oferece vantagem seletiva. Tem auto-duplicação independente do cromossomo.
Transposons: genes saltadores ou sequências de inserção. São elementos móveis que podem transferir DNA dentro de uma célula.
Integrons: genes relacionados a captura de genes de resistência a drogas antimicrobianas.
Transferência gênica de bactérias
Existem 3 mecanismos de transmissão de informações genéticas:
Conjugação;
Transdução;
Transformação.
Transferência gênica de bactérias
Conjugação bacteriana
Descoberta da conjugação: Joshua Lederberg e Edward Tatum (1946).
Escherichia coli (duas linhagens com mutações auxotróficas distintas):
Linhagem A: metionina e biotina;
Linhagem B: treonina, leucina e tiamina.
Conjugação bacteriana
Experimento de Bernard Davis: demonstrou que a conjugação necessitava de contato físico.
Conjugação bacteriana usando pili
Escherichia coli em microscópio eletrônico
Conjugação bacteriana
Contato e fusão de 2 células diferentes.
Célula doadora (aquela que transfere DNA de de uma direção para a outra célula após a fusão);
DNA transferido: geralmente parte do genoma bacteriano
Plasmídeo pode ser transferido.
Descoberta do fator fertilidade
Hayes descobriu uma variante de uma linhagem doadora original que não produzia recombinantes no cruzamento com a linhagem receptora.
Aparentemente a linhagem tipo doadora tinha perdido a habilidade em transferir o material genético e tinha mudado para uma linhagem tipo receptora.
Essa doadora “estéril” poderia agir como uma doadora por associação com outras linhagens doadoras.
Hayes sugeriu que a habilidade de doadora é em si um estado hereditário, imposto por um fator de fertilidade (F).
Fator fertilidade (F)
F+: tem F e podem doar
F-: não tem F, não podem doar e são receptoras.
Plasmídeo F:
pequena molécula de DNA circular não-essencial;
pode replicar-se no citoplasma independentemente do cromossomo hospedeiro;
dirige a síntese dos pili na conjugação bacteriana.
Linhagens Hfr
Luca Cavalli-Sforza descobriu um derivado de uma linhagem F+ com 2 propriedades incomuns:
No cruzamento com linhagens F-
nova linhagem produziu 1000 vezes mais recombinantes que a linhagem F+ normal;
foi chamada de Hfr: high frequency (alta frequência de recombinação).
Linhagens Hfr
2. No cruzamento Hfr com F-
praticamente nenhum dos genitores F- foi convertido em F+ ou Hfr
o resultado contrasta com o cruzamento F+ com F-
a transferência infecciosa de F resulta em uma grande proporção de genitore F- sendo convertido em F+;
Conclusão: é provável que em uma linhagem F+, o plasmídeo F ocasionalmente se integra ao cromossomo, criando uma linhagem Hfr.
Linhagens Hfr
O porquê da alta frequência de recombinantes:
durante a conjugação, o fator F inserido no cromossomo ativa eficientemente parte desse cromossomo ou todo ele na célula F-;
o fragmento cromossômico pode então participar da recombinação com o cromossomo receptor;
No experimento de Lederberg e Tatum, os cruzamentos F+ com F- resultaram em raros recombinantes, isso porque houve uma espontânea e rara formação de células Hfr na cultura F+.
Transformação bacteriana
Célula bacteriana capta um um pedaço de DNA (liberado por células mortas ou secretado por bactérias vivas) do meio externo e incorpora esse DNA a seu próprio cromossomo.
O DNA é integrado ao cromossomo;
genótipos diferentes: alteração permanente.
Mecanismo de captação de DNA pela bactéria.
Transformação bacteriana
Mecanismo de captação de DNA pela bactéria.
Transformação bacteriana
Experimento de Griffith e o Princípio Transformante
Transdução
É uma nova combinação (processo de variabilidade genética), onde o vírus é anexado ao cromossomo causando uma nova transferência gênica.
Se divide em 2 tipos gerais:
Generalizada: podem levar qualquer parte do cromossomo bacteriano;
Especializada: partes restritas do cromossomos bacteriano.
Bacteriófago
http://alunosonline.uol.com.br/biologia/multiplicacao-dos-virus.html https://www.todamateria.com.br/bacteriofagos/
Genética de bacteriófagos
Bacteriófagos são vírus que infectam bactérias (fagos).
Fagos virulentos: muito agressivos; transdução pouco eficiente;
Fagos temperados: pouco agressivos; podem se integrar ao cromossomo bacteriano. Ciclo lítico formação da partícula transdutora.
Genética de bacteriófagos
Recombinação de fago: os fagos podem sofrer recombinação quando 2 genótipos diferentes infectam a mesma bactéria.
Referências
GENÉTICA VIRTUAL. Experimento de Griffith. Disponível em: <http://files.geneticavirtual.webnode.com.br/200000038-3dba73eb56/01.jpg>. Acesso em 10 de dez, 2017.
MACÊDO, M. M. da S. Genética Bacteriana. Disponível em: <https://pt.slideshare.net/kaiorochars/gentica-bacteriana-14836336>. Acesso em 10 de dez, 2017. 
DORAN, K. Microbial Genetics Lectures. Disponível em: <http://slideplayer.com/slide/5204869/>. Acesso em 10 de dez, 2017.