Genética bacteriana (mutações, dna cromossômico, plasmídeo, integrons, transposons, conjugação, transformação, transdução) - Bacteriologia Clínica

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genética bacteriana 
DNA CROMOSSÔMICO E DNA EXTRA-CROMOSSÔMICO(PLASMÍDEO). 
 
 
Existe dois tipos de DNA bacteriano: 
DNA CROMOSSÔMICO 
 É único na célula bacteriana. 
 Circular. 
 Molécula grande (500 a 1000 vezes maior que 
a célula que o contém). 
 É um DNA de fita dupla. 
 Tamanho expresso em pares de bases. 
→ Ex.: E. coli 
 Presença obrigatória, pois é responsável por ter 
todas as informações necessárias para a 
sobrevivência da célula (síntese de proteínas). 
 
DNA EXTRA-CROMOSSÔMICO 
(PLASMÍDEO) 
 Replicação independente. 
 É um DNA de fita dupla. 
 Pode possuir vários plasmídeos em uma única 
célula. 
 Podem ser curados (perdidos) da célula em 
condições de estresse tais como temperatura 
inadequada, carência de nutrientes etc. 
→ isso é importante porque evita a perda de 
energia para replicação de plasmídeo. 
 Carregam informações genéticas de funções 
não essenciais, mas que são responsáveis por 
características fenotípicas. 
→ ex.: resistência a antibióticos, produção 
de toxinas, produção de pilis sexuais 
(plasmídeo conjugativo). 
ELEMENTOS DE TRANSPOSIÇÃO 
(TRANSPOSONS) 
 São sequências genéticas que estão sempre 
alterando de posição ao longo do DNA bacteriano. 
 São associados a uma molécula de DNA (DNA 
cromossômico ou plasmídeo). 
 São pequenas, possui de 8-48 Kb. 
 Podem se realocar ou introduzir cópias de si 
mesmos em um local diferente no genoma. 
 Grande parte do DNA consiste em transposons. 
Alguns pesquisadores assumiram que eram 
parasitas genômicos que se reproduziam, mas 
não serviam para o hospedeiro. 
 Provocam mutações pela interrupção da 
sequência de nt dos genes nos quais se inserem. 
INTEGRONS 
Os integrons permitem que as bactérias se 
adaptem e evoluam rapidamente através do 
armazenamento e expressão de novos genes. Esses 
genes são incorporados a uma estrutura genética 
especifica chamada cassete genético (cassete 
integron) permitindo a integração de novos genes 
em determinado sítio genômico. Também contribui 
para a evolução bacteriana. 
 
 
 Podemos ter vários tipos de mutações: 
 Espontânea: ocorrem espontaneamente no 
DNA. São bastantes raras 
 Induzida: ocorre mediante a exposição a 
agentes mutagênicos (luz ultravioleta, raio-x, 
substâncias químicas). 
 Missense(perda do sentido): resulta na 
substituição de aminoácidos na proteína 
sintetizada. Altera a conformação e atividade 
da proteína. 
 
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 Nossense(sem sentido): ao mudar a base, surge 
um códon de terminação, parando a síntese de 
proteína. 
 Frame-shift: um ou alguns pares de 
nucleotídeos são deletados ou inseridos no 
DNA, causando alterações nos aminoácidos. 
 Silenciosa: não promove alteração a nível 
fenotípico. 
 Supressora: permite a eliminação do efeito da 
mutação anterior. 
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A transferência horizontal de genes (HGT) 
impulsiona a evolução e diversidade genética das 
bactérias, conferindo-lhes capacidade de adaptação 
em diversas ambientes e resposta a novas pressões 
seletivas. 
 transferência de genes para bactérias, 
necessariamente, não precisa ser células-
filhas. 
Este mecanismo de compartilhamento de 
material genético produz genomas extremamente 
dinâmicos, provendo novas combinações de 
sequencias de genes, interferindo efetivamente na 
fisiologia, virulência, patogenicidade e resistência 
bacteriana. Envolve três processos: transformação, 
conjugação e transdução: 
 TRANSFORMAÇÃO: 
O DNA de um tipo de bactéria (doadora) é 
incorporado no material genético de outra 
(receptora); 
Célula doadora: é uma célula morta que sofreu lise 
e seu material genético se encontra disperso no 
meio extracelular. 
Célula receptora: está no estado de competência. 
Nesse estado são sintetizadas proteínas de absorção 
que servem como receptores para o DNA. 
As bactérias envolvidas devem ter 
homologia de DNA, ou seja, serem do mesmo 
gênero e espécie, raramente ocorre entre bactérias 
de espécies diferentes. 
 
 CONJUGAÇÃO 
É o processo de transferência de gene que requer o 
contato célula-célula; 
• Em gram-negativas: 
As células doadoras devem possuir no seu 
citoplasma plasmídeo conjugativo, isto é, 
plasmídeo que contém os genes que codificam os 
pilis sexuais; os pilis de aderência são codificados 
no cromossomo. 
O pili sexual se liga a superfície da célula 
receptora através dos lipopolissacarídeos (LPS) da 
membrana externa. Uma vez estabelecido o contato 
há retração do pili aproximando as duas células, 
havendo transferência do plasmídeo. 
 antes da bactéria doadora fazer a 
transferência do plasmídeo, ela replica o seu 
plasmídeo, gerando dois. 
 
 
 
 
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• Em gram-positiva: 
As bactérias doadoras também devem possuir 
no seu citoplasma um plasmídeo conjugativo que 
codifica uma proteína chamada de substância de 
agregação. Enquanto, a bactéria receptora produz e 
excreta no meio uma substância de natureza 
peptídica, o feromônio sexual. 
 em contato com o feromônio sexual a célula 
doadora apresenta a substância de agregação 
na superfície celular. 
 o contato entre a célula receptora e doadora 
ocorre por colisão ao acaso. 
 
TRANSDUÇÃO 
 Nesse processo o bacteriófago funciona 
como vetor. A célula receptora deve possuir 
receptores que permitem a adsorção do 
bacteriófago (fago). 
 Os receptores são: 
• Em gram-positivas: ácidos teicoicos. 
• Em gram-negativas: proteína da membrana 
externa da parede celular. 
Depois da adsorção, o fago injeta o seu material 
genético da seguinte maneira: a bainha se contrai, 
empurra a cauda que atravessa o envoltório da 
bactéria, e o material genético é lançado no interior 
da bactéria. 
 Pode ocorrer em 2 ciclos: 
• Ciclo lisogênico: o DNA do fago se liga ao 
cromossomo bacteriano e passa a fazer parte 
dele. A bactéria se duplica normalmente, 
transmitindo o material genético viral às 
descendentes. 
• Ciclo lítico: o fago utiliza toda a maquinaria 
bacteriana (ribossomos, enzimas, etc.) para 
sintetizar novas partículas de fagos, causando a 
lise celular. No momento em que o fago 
empacota seu material genético, incorpora 
fragmentos do DNA bacteriano.