Genética e Antibióticos

Prévia do material em texto

MICROBIOLOGIA 
GENÉTICA BACTERIANA 
 Genoma: Toda informação genética presente no organismo. Pode estar representado: 
 Cromossomo: Dupla fita de DNA circular, enovelado e compactado (muito maior em relação a 
bactéria) no interior da célula. Não há membrana nuclear 
envolvendo o cromossomo. Material é capaz de se duplicar para 
que possa ocorrer a divisão celular e também atua como molde 
para a tradução e transcrição de proteínas. 
 Plasmídeos: Dupla fita de DNA circular, bem menores em relação 
ao cromossomo (possui menos pares de bases). Possuem genes 
não essenciais. Por serem auto replicativos, ou seja, se replicam 
independente do DNA cromossomal, uma bactéria pode ter várias 
cópias do mesmo plasmídeo. Pode ser doado pra outras bactérias 
de diferentes espécies. 
TIPOS DE PLASMÍDEOS 
 Plasmídeo de Fertilidade: Expressam a phili sexual (plasmídeo F ou fator F). 
 Plasmídeo de Resistência: Expressam genes de resistência aos antibióticos (plasmídeo R ou fator R). 
 Plasmídeo Bacteriocinogênicos: Expressam genes que que vão produzir toxinas ou bacteriocinas 
(são como antibióticos naturais) que podem produzir para inibir outras espécies de bactérias que 
poderiam competir com elas. 
 Plasmídeo Crípticos: Não expressam nenhum tipo de gene e não possuem função definida. 
 Uma bactéria pode ter mais de um tipo de plasmídeo. 
 
 Alguns Genes das bactérias não se encontram no cromossomo e/ou plasmídeo e oferecem outras 
informações genéticas. 
 Transposons: Sequências de DNA móveis que podem ficar nos 
plasmídeos ou nos cromossomos, e quando isso acontece 
recebe o nome de epissomos. 
 Profagos: Pedaços de DNA de vírus que infectam bactérias e 
usam o arsenal dela para produzir mais vírus. E ao final do clico, 
lisam a bactéria (ciclo lítico). Entretanto, existe uma fase em 
que o vírus não lisa célula bacteriana para poder inserir seu 
DNA no cromossomo da bactéria. Isso acontece com o vírus em 
forma de profago, acoplado ao cromossomo bacteriano e tudo 
aquilo sintetizado pelo vírus é expresso pela bactéria. 
 
 Bactérias não possuem membrana nuclear, sendo assim, a TRADUÇÃO e a TRANSCRIÇÃO ocorrem 
simultaneamente no citoplasma. Enquanto que nos organismos eucariotos a transcrição ocorre no 
núcleo e a tradução no citoplasma. Como os dois mecanismos ocorrem simultaneamente, a 
velocidade de reprodução e crescimento populacional é aumentada, então a bactéria se multiplica 
rapidamente. 
 Os Ribossomos das bactérias são estruturalmente diferentes dos presentes em células eucariotas 
(menor de 40S e maior de 60S). 
• OBS: POLISSOMOS 
• RNA mensageiro traduzido simultaneamente por vários ribossomos 
o que aumenta a capacidade de síntese da proteína ou enzima. 
ALYCIA ANTUNES 
MULTIPLICAÇÃO BACTERIANA 
 Reprodução Assexuada, Cissiparidade, Fissão Binária e/ou Bipartição 
 Quando a célula bacteriana quer se multiplicar ela duplica seu DNA e transmite todas as 
características genéticas essenciais para a célula filha. 
 Não há variabilidade genética, porém em algum momento pode acontecer processos conhecidos 
como mutações gênicas. 
MUTAÇÕES GÊNICAS 
 Alterações que ocorrem de maneira aleatória na Sequência De Nucleotídeos. 
 Quando uma bactéria tem que se dividir ela precisa duplicar todas suas estruturas essenciais e 
pode ocorrer a inserção errada (substituição de uma base por outra errada, por exemplo). 
 A substituição ocorre no sistema de reparo da célula, ou seja, não quando ocorre a colocação 
errada de uma base o sistema repara e barra essa mutação. Entretanto, em alguns casos isso não 
é notado e bactéria torna-se mutante (nucleotídeo diferente da célula mãe). 
 Normalmente, a célula bacteriana é inviável por conta que são os genes essenciais que se 
modificam (estrutura e função). Porém, algumas mutações são benéficas e acabam prevalecendo 
(ex. a proteína alterada era alvo de um antibiótico, após a mutação, a bactéria se torna resistente). 
 Taxa de Mutação: 1x 10^9 ou 10^11 reproduções (para cada 9 bactérias que se reproduzem, 1 é 
mutante). 
 Mutações no Cromossomo bacteriano é mais comum que nas células eucariontes. 
 Mutação: Modificação na sequência de bases de um ou mais genes. 
 Fatores Ambientais, Agentes Químicos, Físicos e Biológicos. 
 Pontual: Quando uma base é substituída por outra na sequência de nucleotídeos. 
 Pontual Silenciosa: A mudança de um nucleotídeo por outro gera o mesmo aminoácido que estaria 
na sequência (mesmo com a mudança a proteína e/ou enzima que vai é produzida é basicamente a 
mesma). 
 Pontual De Sentido Trocado: Quando ocorre a alteração de uma base por outra, vai ser gerado um 
códon que determina um aminoácido diferente do original. Ocorre diferenças conformacionais e 
funcionais que pode ou não tornar a proteína inviável. 
 Pontual Sem Sentido: É aquela quando a substituição de uma base por outra vai gerar vai gerar um 
stop códon no início, no meio ou no final (proteína deixará de ser produzida.) 
 Deslocamento do Quadro de Leitura: Quando há a adição ou subtração de uma base que 
acarretará na mudança do posicionamento de todas as bases. (a proteína provavelmente vai perder 
a função e a conformação). 
REPRODUÇÃO SEXUADA 
 Evento que contribui para a variabilidade genética ( ex. diversidade genética grande entre bactérias 
de mesma espécie). 
 Transferência de Genes Vertical: reprodução assexuada (mãe passa para o filho) 
 Transferência de Genes Horizontal: gene que a bactéria herdou, mas não foi transmitido pela célula 
parental, e sim de outra bactéria. 
 Transformação: Quando a bactéria doadora morre, deixa seu DNA exposto (material exógeno) e 
algumas bactérias (competentes) conseguem captar esse DNA exógeno e inserem o próprio em seu 
DNA cromossomal (recombinação gênica). Então, a bactéria passará a expressar tal característica 
adquirida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Conjugação: A doação de plasmídeo para outra bactéria 
ocorre por aquela célula bacteriana que expressa a phili 
sexual. Pode ocorrer entre diferentes espécies. A 
transferência de DNA de uma célula doadora (macho) 
para a célula receptora (fêmea) ocorre através de uma 
ponte conjugativa expressa pelo fator F. Apenas uma 
fita é passada para a célula receptora e posteriormente 
será autoduplicado. 
 Transdução Fágica: Quando o DNA de uma bactéria é 
transferido para uma célula receptora através de um 
bacteriófago (vírus infectante ou fago). O bacteriófago é 
formado por moléculas de DNA e proteínas virais. 
Primeiramente, o vírus reconhece a célula bacteriana que será 
infectada por meio de receptores específicos que estão na 
superfície da célula bacteriana (absorção). Depois do 
reconhecimento, o DNA do vírus penetra na célula e começa a governá-la para biossintetizar seus 
componentes virais (DNA viral e proteína). Então, uma porção desses componentes será produzida 
para formar novos vírus. Quando o vírus 
completa sua formação total, ele lisa a célula 
(liberação) para que seja liberado e infecte novas 
bactérias (ciclo lítico: ancoragem, penetração, 
biossíntese, maturação e liberação). Pode 
acontecer do vírus absorver um pedaço do DNA 
da bactéria que ia morrer e o leva para outra 
célula bacteriana (formação de profagos). No 
ciclo lisogênico, a célula bacteriana não é quebrada, sendo assim, o vírus insere seu DNA no 
cromossomo da bactéria. Logo, a bactéria expressa as características virais. 
 Transposição: Quando uma informação genética que estava no plasmídeo pode ser levado para o 
cromossomo através de transposons (elementos genéticos móveis) ou vice e versa. Característica 
que poderá ser passada. 
 
 
 
 
 
ANTIBIÓTICOS 
 São moléculas que tem o efeito de inibiro crescimento ou matar bactérias. 
 Antimicrobianos: São um tipo de antibiótico que atinge as bactérias, podem também se apresentar 
como antiparasitários (parasitas), antifúngicos (fungos) e antivirais (vírus). Dentro dos 
antimicrobianos, existem diferentes classes de moléculas, na qual cada uma atinge um grupo 
específico e uma estrutura específica do patógeno. 
 Existem vários tipos de antibióticos que se dividem em grupos a partir da efetivação contra uma 
infecção (bactéria pode ser sensível a determinado grupo e resistente a outro). 
 A penicilina foi o primeiro antibiótico descoberto em 1928 por Alexander Flemming. Isso ocorreu 
de maneira casual, pois esse pesquisador trabalhava com a bactéria Staphylococcus aureus 
(extremamente patogênica: causadora de infecções que podem matar), e notou o crescimento de 
um fungo contaminante (Penicillium) que ao seu redor não se desenvolvia bactéria. Sendo assim, 
com pesquisas posteriores descobriu-se que os fungos e bactérias do solo são produtores dessas 
substâncias inibitórias. 
 Em 1945 a molécula de Penicilina foi purificada e utilizada no trato de feridas da Segunda Guerra 
Mundial. 
 Pode ser produzido por um microorganismo vivo 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS ANTIBIÓTICOS 
 Espectro de Ação: Quantidade de grupos de bactérias podem ser atingidos. 
⋆ Amplo Espectro: Age contra bactérias GRAM positivas, GRAM negativas e intracelulares 
(ex. tetraciclina). 
⋆ Médio Espectro: Atinge bactérias GRAM positivas e negativas. 
⋆ Pequeno Espectro: Somente age contra bactérias GRAM positivas (ex. penicilina 
natural). 
 
 Ação Biológica 
⋆ Bactericidas: Matam as bactérias inibindo a síntese da parede celular 
⋆ Bacteriostáticos: Inibem o crescimento, metabolismo bacteriano. 
⋆ Bacteriolíticos: Lisa a membrana celular. Todo bacteriolítico é bactericida. 
 
 Natureza 
⋆ Naturais: Produzido por um microorganismo vivo (ex. penicilina). 
⋆ Semissintéticos: Natural modificado em laboratório (ex. amoxicilina). 
⋆ Sintéticos: Produzidos em laboratórios. 
 
 Estrutura Química 
⋆ Β-Lactâmicos: Todos os antibióticos que tem o anel beta lactâmico. Possuem 
composição parecida e função igual (inibem síntese de parede celular). 
⋆ Tetraciclinas: Possuem quatro anéis naftaceno (inibem a síntese proteica: ribossomo). 
⋆ Macrolídeos: Contém o anel macrolídeo. 
⋆ Polipeptídeos: Possuem somente proteína. 
⋆ Lipopeptídeos: Composto por lipídeos e proteínas. 
 
• OBS: PENICILINASES 
• Enzimas bacterianas que degradam a 
penicilina 
 
 Mecanismo de Ação 
⋆ Inibidores da síntese da parede celular. 
⋆ Inibem síntese proteica. 
⋆ Lisam a membrana citoplasmática. 
⋆ Inibem a síntese de ácidos nucleicos (duplicação de DNA ou produção de RNA 
mensageiro). 
⋆ Inibidores da síntese de metabólitos essenciais (ex. ácido fólico). 
 
RESISTÊNCIA BACTERIANA 
 Alteração do alvo (devido a uma mutação). 
 Variabilidade genética contribui para a aquisição de resistência. 
 Presença de Bombas de Efluxo: Se localizam na membrana citoplasmática, e quando os antibióticos 
entram na célula essas bombas o ejetam pra fora. 
 Enzimas bacterianas que degradam moléculas de antibióticos. 
 Redução da Permeabilidade (ex.membrana externa das bactérias GRAM negativas). 
 Ausência do Alvo. 
 Desenvolvimento de uma via bioquímica resistente. 
 MDL: bactéria multirresistente a drogas. 
 
TIPOS DE RESISTÊNCIA 
 Natural: Uma característica de espécie bacteriana, quando estes microrganismos são naturalmente 
resistentes a certo tipo de antibiótico (herdou da célula mãe). 
 Adquirida: Pode ser adquirida através de processos que levam a diversidade genética (mutação e 
transferência horizontal de genes). 
 Circunstancial: Não tem o gene de resistência, porém a bactéria se mostra resistente ao antibiótico 
devido a circunstância. Circulação do antibiótico (ex. necrose tecidual, corpo estranho, abcesso, 
biofilme). 
 Biofilme: Comunidade séssil complexa e estruturada de microrganismos, envoltos por uma matriz 
extracelular de polissacarídeos, aderidos entre si a uma superfície ou interface.