Divisão Celular e Genética Bacteriana

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Divisão Celular e Genética Bacteriana
MICROBIOLOGIA
Profa. Ravely Casarotti Orlandelli
ravelycasarotti@gmail.com
MADIGAN, M. T. et al. Microbiologia de Brock. 14. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016.
TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017
Crescimento bacteriano 
aumento do número de bactérias
O crescimento é o resultado 
da divisão celular
À medida que as macromoléculas acumulam-se no citoplasma de uma célula, elas 
são agrupadas em importantes estruturas, como parede celular, membrana 
citoplasmática, flagelos, ribossomos, complexos enzimáticos e assim por diante.
Tempo de geração
 Tempo necessário para que uma célula ou população dobre 
seu número;
 Crescimento balanceado;
 Variável; depende de fatores genéticos, nutricionais e ambientais;
 Na natureza, provavelmente o crescimento é bem mais lento que em laboratório.
TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017
TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017
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MADIGAN, M. T. et al. Microbiologia de Brock. 14. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016.
Fissão binária
Produção de células procarióticas pela divisão em duas células-
filhas equivalentes.
(divisão binária ou bipartição)
https://www.youtube.com/watch?v=n7wDyjeOqKA
Fts = filamentous sensitive proteins
 Homóloga da tubulina;
 FtsZ: mais bem estudada e considerada proteína-
chave na divisão celular;
 10 mil FtsZ atuam em E. coli;
 Anel FtsZ = plano de divisão da célula 
 Divissomo = complexo proteico que organiza a 
divisão celular;
 O controle da divisão é exercido por proteínas que 
modulam a habilidade de FtsZ de formar o anel Z 
(MinC, MinD, MinE).
MreB
 Homóloga da actina;
 Principal fator na determinação da morfologia em
bactérias; forma um citoesqueleto (hélice de
filamentos internos) abaixo da membrana
plasmática;
 Recruta outras proteínas que coordenam o
crescimento da parede em um padrão específico;
 Ausente em cocos.
Bacillus subtilis
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Caulobacter crescentus
crescentina
Proteínas Fts e MreB
MADIGAN, M. T. et al. Microbiologia de Brock. 14. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016.
Brotamento
 Reprodução assexuada que inicia com a formação de uma
protuberância na superfície de uma célula parental e que cresce, se
tornando uma célula- -filha;
 Crescimento celular desigual;
 Célula-filha totalmente nova, célula-mãe mantém sua identidade original;
 Formação de material de parede celular novo a partir de um único ponto
(crescimento polar) e não ao longo de toda a célula (crescimento intercalar);
 Estruturas internas, como complexos membranosos, não estão envolvidas no
processo de divisão celular → vantagem!
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Brotamento em Hyphomicrobium
 Célula-mãe forma uma fina protuberância que
se alonga, tornando-se uma hifa;
 Na extremidade da hifa forma-se um broto;
 Esse broto aumenta, forma um flagelo,
desprende-se da célula-mãe e afasta-se por
meio de movimentos natatórios;
 A célula-filha perde seu flagelo e, após um
período de maturação, forma também uma
hifa e brotos;
 Mais brotos podem ainda ser formados na
ponta da hifa da célula-mãe.
Brotamento em células pedunculadas (Caulobacter)
TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017
https://www.youtube.com/watch?v=bwIAniOmXB0
TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017
Produção de cadeias de conidiósporos
(actinobactérias)
https://www.youtube.com/watch?v=uDvXYDwoApU
TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017
Conídio ou conidiósporo: esporo assexuado produzido 
em cadeia a partir do conidióforo (fungos).
Se destaca da célula parental e se desenvolvem em 
um novo organismo, o que representa uma reprodução.
Replicação do genoma bacteriano
40 minutos é o 
tempo mínimo 
requerido para 
a replicação do 
genoma
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Como algumas 
E. coli se 
multiplicam em 
20 min?
Endósporo
Estrutura dormente que se forma dentro de algumas bactérias
 Células desidratadas altamente duráveis;
 RESISTÊNCIA;
 Bactérias gram-positivas Clostridium e
Bacillus;
 Rico em ácido dipicolínico (ADP);
 Fomado pelo processo de esporulação
ou esporogênese;
 Foresporo (pré-esporo): estrutura que
consiste em cromossomo, citoplasma e
membrana do endósporo, dentro de uma
célula bacteriana;
 Exósporo: revestimento externo;
 Retorna ao seu estado vegetativo por
germinação.
Cerne
material genético 
e enzimas
Membrana interna
proteínas e lipídios
Exósporo
proteínas
Córtex
peptidoglicano
Parede celular
peptidoglicano
Membrana externa
proteínas e lipídios
Formação do endósporo
A formação 
do endósporo 
é um 
processo de 
reprodução?
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Formação do endósporo
Recombinação genética
- Refere-se à troca de genes entre
duas moléculas de DNA para
formar novas combinações de
genes em um cromossomo;
- Troca física de DNA;
- Crossing-over (entrecruzamento);
- Variabilidade genética;
- Vantagens: menor probabilidade
de destruir a função de um gene
e pode reunir combinações de
genes que permitem ao
organismo realizar uma nova
função importante.
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Transferência genética
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Pode ocorrer por três processos:
(1) transformação: o DNA livre é liberado,
sendo capturado por outra célula;
(2) transdução: a no qual a transferência de 
DNA é mediada por um vírus; 
(3) conjugação: na qual a transferência de
DNA envolve o contato célula-célula e um
plasmídeo conjugativo na célula doadora.
 O DNA livre é incorporado em uma célula receptora, podendo
promover alterações genéticas;
 Vários procariotos são naturalmente transformáveis, incluindo espécies gram-
positivas e gram-negativas de bactérias, e também espécies de arqueias;
 Somente uma pequena proporção dos genes de uma célula é transferida à outra
célula;
 Uma célula capaz de captar uma moléculade DNA e ser transformada é referida
como competente, sendo essa capacidade determinada geneticamente;
 O DNA transformante liga-se à superfície da célula por meio de uma proteína de
ligação ao DNA;
 O DNA é então integrado ao genoma da célula receptora por recombinação.
Transferência genética
Transformação
Transferência genética
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 Ocorre naturalmente entre poucos
gêneros de bactérias, incluindo Bacillus,
Haemophilus, Neisseria, Acinetobacter e
determinadas linhagens dos gêneros
Streptococcus e Staphylococcus;
 A competência resulta de alterações na
parede celular que a tornam permeável a
moléculas grandes de DNA.
MADIGAN, M. T. et al. Microbiologia de Brock. 14. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016.
Transferência genética
Transformação
Transferência genética
Conjugação
 Mediada por um plasmídeo, um fragmento circular de DNA que se replica de
modo independente do cromossomo da célula;
 Plasmídeos: fragmentos de DNA circulares, autorreplicativos, que contêm genes
(não essenciais para o crescimento) e cerca de 1 a 5% do tamanho do
cromossomo bacteriano;
 Requer o contato direto célula a célula;
 As células em conjugação geralmente devem ser de tipos opostos de
acasalamento: doadora e receptora;
 Plasmídeo de bactérias gram-negativas transporta genes que codificam a
síntese de pili sexuais;
 Bactérias gram-positivas produzem moléculas aderentes de superfície que fazem
as células entrarem em contato direto umas com as outras.
Transferência genética
Conjugação
Fator F (fator de fertilidade):
Plasmídeo conjugativo que transporta os genes para os pili sexuais e para a 
transferência do plasmídeo para outra célula.
doadora
receptora
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Transferência genética
Transdução
 O DNA bacteriano é transferido de uma célula
doadora a uma célula receptora dentro de um
vírus que infecta bactérias (fago);
 Na transdução generalizada, qual qualquer
DNA bacteriano pode ser transferido de uma
célula para outra.
 Em outro tipo de transdução (especializada),
apenas determinados genes bacterianos são
transferidos; ou ainda, o fago codifica
determinadas toxinas produzidas por seus
hospedeiros bacterianos, como a toxina
diftérica para Corynebacterium diphtheriae.
TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017