Microbiologia Aula Genética bacteriana (2)

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Microbiologia - Genética bacteriana (2)
 Variabilidade
Mutação
Transposons
Recombinação genética
Transformação
Conjugação
Transdução (especial (lisogênica) e generalizada (lítica))
Transformação
Descoberta com o experimento de Griffith, em 1928.
(bactérias de paredes lisa/rugosa)
Estreptococus causadores de pneumonia.
 Lisas: cepas capsuladas. Mais resistentes nas infecções, mais patogênica.
 Rugosas: cepas não-capsuladas (mutantes)
Princípio transformante: Avery, em 1940
Descoberta do Princípio transformante (responsável pela transformação das bactérias).
Podia estar na parte protéica ou na parte nucléica (ácidos nucléicos). Avery descobriu que o princípio transformante estava no DNA. 
Bactérias só realizam absorção de DNA do meio (fazem transformação) quando sua curva de crescimento está quase começando a chegar na fase de declíneo. Assim, enquanto está tudo bem, bactérias “se concentram” só em sua própria produção protéica. Em situação de estresse, porém, a bactéria se torna aberta a novas informações genéticas, e passa a incorporar DNA do meio, no processo de transformação.
Processo de transformação conta com a absorção de fita de DNA do meio, pareamento dessa fita com os genes correspondentes do cromossomo antigo, e finalmente englobamento da fita do meio. 
Transformação tende a acontecer entre mesmas espécies bacterianas (presença de fragmentos repetitivos típicos de cada espécie). Contudo, trocas podem acontecer entre espécies próximas e até entre espécies não tão próximas. (transferência lateral, que pode chegar a 20%). 
 Após absorver o DNA, bactéria se divide em duas: uma mantém o DNA da bactéria antiga, e outra fica com o gene trocado do DNA novo.
Bactéria que acabou de realizar transformação se divide: origina uma célula geneticamente igual a antes de a transformação ocorrer (“célula não-transformada”) e uma célula geneticamente diferente, com as mudanças vindas da transformação (“célula transformada”).
 Conjugação
Lederberg e Tatum – 1946
Lederberg: aluno de medicina no começo do curso.
Uso de bactérias em cepas auxotróficas (dependentes de substâncias específicas para sua sobrevivência). Mutação em genes específicos trouxe debilidade para as células das diferentes cepas, criando as necessidades nutricionais em questão (sendo as cepas, assim, cepas auxotróficas)
Presença de duas cepas (cada uma precisando de alguma coisa). 
Mistura das duas originava uma cepa específica, capaz de sobreviver em um meio sem nenhuma substância “auxiliar”. 
Ou seja: cepa resultante tinha a capacidade das duas cepas de produzir o que precisava, e, assim, produzindo todas as substâncias essenciais que precisava (combinação da produção das outras, que tinham produção incompleta mas complementares). Cepa resultante não precisava de nenhuma substância especial para se desenvolver.
Entre as cepas, uma doava material genético, e a outra recebia.
(material doado, contudo, era constitutivo, passados por genes cromossômicos, e não por plasmídeo. Análise de bactérias HFR elucidou esse aspecto).
 Cepa doadora: F+ (doa plasmídio através de pili)
 Cepa receptora: F- (recebe plasmídio através de pili)
Cepa F - permite que o pili se acople á sua membrana, permitindo recepção do material genético.
Troca de plasmídeos
Plasmídeo F passa e bactéria F- (receptora) se transforma em F+ (doadora).
	 (dificilmente ocorre troca entre duas cepas F+).
	Plasmídeo F contém sequência genética responsável pela sua própria replicação.
	Pili é feito pela bactéria F+, por informação contida no plasmídeo F. 
Passagem de informações realmente novas é feita por plasmídeos. 
Bactérias HFR (high frequence of replication) 
Troca de genes cromossômicos (plasmídeo incorporado no cromossomo). 
Bactéria receptora, quando doadora é HFR, não se torna F+ (só ocorre passagem de metade do cromossomo plasmidial, não capacitando a F - receptora para F+ doadora). 
Só ocorre passagem de genes cromossomicos, e isso só na presença de conjugação com bactérias HFR.
Pode acontecer de, além de haver plasmídeo cromossômico, haver um plasmídio livre F'. 
Plasmídio F', com transposon, tem alta rotatividade de passar informações novas para células. 
Genes cromossômicos são genes constitutivos de bactérias (eram eles presentes nos experimentos de Lederberg e Tautam).
Informações passadas pelos transposons plasmidianos:
Resistência a antibióticos
Ilhas de patogenicidade (fímbrias, toxinas)
Conjugação é um processo delicado (agitar tubo de laboratório já quebra as ligações bacterianas)
Conjugação é processo típico de bactérias Gram-. 
Transdução
 Processo de troca de material genético entre bactérias usando como meio de transporte vírus. 
Ciclo lítico
 Fago injeta seu material genético e maquinaria celular da bactéria começa a produzir as informações do material genético viral. 
 Material genético viral não necessariamente é incorporado no cromossomo bacteriano, podendo exercer seus processos de tradução/transcrição ainda livre. 
Formação de proteínas de cápsides virais.
Formação de partículas virais.
Rompimento da bactéria/liberação das partículas virais.
Ciclo lisogênico
 Fago injeta seu material genético na bactéria, e DNA é incorporado ao DNA bacteriano. Presença do DNA viral pode permanecer por gerações e gerações da bactéria. 
Em determinado momento (situações de estresse bacteriano: alta temperatura, altos níveis de radiação), há indução á atividade do material genético viral. 
 Maquinaria celular bacteriana forma cápsula virais. 
Formação de partículas virais.
Rompimento da bactéria/liberação de partículas virais
	DNA implantado pode só continuar no material genético, perfazendo grande parte do 	material genético de um ser (como de bactérias ou seres humanos). 
Transdução ocorre quando é colocado material genético bacteriano dentro dos vírus produzidos.
Ciclo lítico
Transdução geral: qualquer pedaço do DNA bacteriano pode ir parar dentro do vírus.
Lise do material genético bacteriano, com formação de duas partículas. 
 Material genético bacteriano (com pedaços ou não de material genético viral) é posto dentro de capsídeos virais.
Dentro da célula, material se pareia com gene homólogo e é incorporado.
Ciclo lisogênico
Transdução especializada: pedaços específicos do DNA são captados e transferidos, com tendência a serem quase sempre os mesmo pedaços (específicos).
Formação de partícula com pedaços de DNA da bactéria e do vírus, sem lise do material genético bacteriano.
 Material genético bacteriano (com pedaços ou não de material genético viral) é posto dentro de capsídeos virais, indo ser injetado, pareado e incorporado.
Sequência de implantação de material genético em outras células (transdução):
Implantação do material genético
Pareamento do material genético com bases homólogas no cromossomo da célula alvo.
Incorporação do DNA injetado.