GENETICA MICROBIANA 2020 PDF

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Objetivos:
1. Material genético em células Procariotas e Eucariotas
2. Diferenciar DNA e RNA
3. Explicar e esquematizar os processos celulares de 
a) Replicação do DNA 
b) Síntese de RNA mensageiro (TRANSCRIÇÃO)
c) Síntese de Proteínas (TRADUÇÃO)
4. Descrever os processos de geração de diversidade genética
a) Mutação 
b) Recombinação
GENÉTICA MICROBIANA
Material Genético em Procariotos
Nucleoide 
(DNA Cromossomal)
Genes essenciais à 
vida da bactéria 
Genes constitutivos
DNA Plasmidial 
Genes não 
essenciais mas que 
dão vantagem à 
bactéria
Exemplo: Genes de
Resistência a drogas
Plasmídeo
Material Genético em 
Procariotos 
Nucleoide e Plasmídeos
MAPA DO CROMOSSOMO E. coliEXEMPLO DE UM PLASMÍDEO
Genes que dão 
vantagem à 
bactéria
Exemplo: Genes de
Resistência a
drogas
DNA extracromossomal e circular 
NÚCLEO EUCARIÓTICO
= Núcleo Verdadeiro
Material Genético em Eucariotos
(Cario = Núcleo) (Teca = Envoltório)(Eu = Verdadeiro)
Núcleo Organizado
1. Carioteca ou Envelope nuclear –
presença de poros
2. Nucléolo – organização dos
ribossomos
3. Nucleoplasma – solução aquosa 
com íons, ATP, enzimas dentro do 
núcleo
4. Cromatina – DNA associado às 
Histonas
Material Genético emEucariotos 
DNA Nuclear emCromossomos
DNA emMitocôndrias
DNA emCloroplastos
2
1
4
3
DNA e RNA são ÁCIDOS NUCLÉICOS
Polímeros ou Longas Cadeias deNucleotídeos
Cadeias extensas de unidades monoméricas, que se repetem, 
conhecidas por NUCLEOTÍDEOS
PENTOSES DO 
DNA E RNA
RNA
DNA
PENTOSES – CarboidratosDE 5 CARBONOS
Ácido DesoxirriboNucleotídeo
DNA INGLÊS - ADNPORTUGUÊS
Ácido RiboNucleotídeo
RNA - ARN
B
A
SE
S 
N
IT
R
O
G
EN
A
D
A
S
Uma consequência da estrutura de 
nucleotídeos é que uma cadeia de 
polinucleotídeos tem direcionalidade, ou 
seja, ela tem duas extremidades diferentes 
uma da outra. Na extremidade 5', ou 
início, da cadeia, o grupo fosfato 5' do 
primeiro nucleotídeo da cadeia se 
sobressai. Na outra extremidade, chamada 
de extremidade 3', a hidroxila 3' do último 
nucleotídeo adicionado à cadeia é 
exposta.
Quando nucleotídeos são adicionados a 
uma fita de DNA ou RNA, a fita cresce em 
seu final 3', com o fosfato 5' de um 
nucleotídeo que entra se ligando ao grupo 
hidroxila no final 3' da cadeia.
RNA DNA
Ligação por Pontes de Hidrogênio entre bases nitrogenadas das duplas fitas
L
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3’
5’
A T
C G
DNA= AGCT
Fita dupla 
Pentose = Desoxiribose
RNA= AGCU
Fita simples 
Pentose = Ribose
A U
C G
A T
C G
Exon – Região codificadora
Intron – Região NÂO codificadora – Presente
somente em Eucariotos
Modelo da dupla hélice do DNA (Watson & Crick, 1953)
Importância do DNA
IMPORTÂNCIA DO RNA
É a molécula intermediária entre o DNA e a Proteina
Sequência de DNA determinará uma sequência de Proteina
Como?
Transcrição é o 
processo que 
forma o
RNA mensageiro
DNA é transcrito em RNA mensageiro e este é traduzido em Proteina
Tradução é o 
processo que 
forma a proteína
Sequência DNA – RNA m – Sequência aminoácidos
(proteina)
T
ra
n
s
c
riç
ã
o
T
ra
d
u
ç
ã
o
2 3
1 Autoduplicação DNA
Fonte: www.sobiologia.com.br
1.Abertura da dupla fita (Desnaturação do DNA)
2.Pareamento de um iniciador e depois nucleotídeos 
soltos no meio (complementariedade de bases)
Nucleotídeo A pareia com T e vice versa
Nucleotídeo G pareia com C e vice versa
3. Pela ação da enzima DNA polimerase
1. Replicação do DNA 
http://www.sobiologia.com.br/
1. Duplicação DNA Semi-Conservativa
Fonte: www.japassei.pt
http://www.japassei.pt/
REPLICAÇÃO DO DNA
 Fases da replicação: iniciação, alongamento e terminação
 Processo bioquímico complexo que envolve inúmeras enzimas
DNA polimerase
DNA ligase
Primase
Topoisomerase
Helicase
Proteínas estabilizadoras de DNA
Sistema DNA replicase 
ou Replissomo
1. Duplicação DNA Semi-Conservativa
Como as sequências de nucleotídeos (Genes) 
determinam sequências de aminoácidos?
TRANSCRIÇÃO
TRADUÇÃO
CÓDON CÓDON CÓDON CÓDON
2. Transcrição
Enzima RNAPolimerase
Ribonucleotídeo sendo
adicionado
Fita de DNA que não éMolde
Fita de DNAMolde
Direção daTranscrição
É a formaçãode uma fita de RNA mensageiro a partir de uma fita de DNA Molde
2- Transcrição: a mensagem do DNA é passada para o RNA
Fonte: biologia-no-vestibular.blogspot.com
RNA mensageiro 
Fita simples
Contem U
Pós Transcrição há o Processamento do RNA 
mensageiro ou Splicing
Splicing ocorre somente em Eucariotos
Proteínas são polímeros 
deAMINOÁCIDOS
3. Tradução ou Síntese deproteínas
DNA
TRÊS TIPOS RNA
RNAmensageiro RNAtransportador RNAribossômico
Conceitos importantes para 
compreender a Tradução Proteica
 RNA mensageiro ecódons
 RNA Transportador e anticódons
 Código Genético
 RNAribossômico e Ribossomo
No RNAm, trincas de nucleotídeos são CÓDONS
AMINOÁCIDO
ANTICÓDON
RNAtransportador
Numa exterminada tem-se uma trinca de 
nucleotídeos (ou ANTICÓDON)
Numa exterminada tem-se um AMINOÁCIDO
correspondente ao anticódon
AMINOÁCIDO
RNA t
ANTICÓDON DO RNA t
RIBOSSOMO
CÓDONs no RNA m
RIBOSSOMO
RIBOSSOMO 
Ribossomo: 3 sítios: um para RNA m e 2 sítios para RNA t 
1 2 
CÓDIGO GENÉTICO
Cada códon irá codificar um único aminoácido. Mas um aminoácido 
pode ser codificado por mais de um códon (CÓDIGO redundante ou 
DEGENERADO)
Ribossomo
Esquema da tradução
UAA
UAG
UGAAUG
1. AUG = UAC METIONINA
2. UUU = AAAFENILALANINA
3. GGA=
4. UUC=
5. ACA=
6. GAC =...
1. AUG = UAC METIONINA
2. UUU =AAA FENILALANINA
3. GGC = CCG GLICINA
4. AGA=
5. GAA=
6. CCU = ...
1.AUG = UAC METIONINA
2.UUU =AAA FENILALANINA
3.GGC = CCG GLICINA
4.AGA = UCU ARGININA
5.GAA = 6.
CCU =...
MUTAÇÃO
DIVERSIDADE GENÉTICA
O que é variabilidade genética e qual sua importância evolutiva?
Variabilidade genética ou diversidade genética 
é a ocorrência de alterações e diferenças no 
DNA ou RNA entre indivíduos de uma 
população. 
Ela é a matéria-prima sobre a qual 
a seleção natural atua.
MUTAÇÃO RECOMINAÇÃO 
VARIABILIDADE
Mutação são alterações aleatórias nas bases do DNA ou RNA
Pode espontânea, por erros na replicação, transcrição
Pode ser induzida por mutagênicos (químicos e físicos)
São classificadas como:
• Mutações gênicas: alteram sequências de nucleotídeos por
substituição de bases, deleção e inserção.
• Mutações cromossômicas: modificações na estrutura e número
dos cromossomos.
Alterações genéticas pontuais em um 
organismo, que ocorrem em poucos pares 
de bases nitrogenadas, alterando OU 
NÃO a expressão de determinado gene.
Mutação por SUBSTITUIÇÃO DE UMA SÓ BASE DE DNA
MUTAÇÃO POR DELEÇÃO
MUTAÇÃO POR INSERÇÃO
CONSEQUÊNCIAS DAS MUTAÇÕES 
Células Somáticas – alteram o controle de sua multiplicação -> 
neoplasias.
Células Germinativas – transmitidas para a próxima geração.
Mutação silenciosa é a alteração não determina a alteração do 
aminoácido, devido à redundância do código genético. Estas 
mutações são muito comuns e responsáveis pela diversidade 
genética, que não é expressa fenotipicamente.
Mutação com troca de sentido: a conformação da proteína pode ser 
alterada. 
Mutação sem sentido (nonsense): pode originar uma proteína 
inativa mais curta ou mais longa do que a proteína normal.
RECOMBINAÇÃO, ASSIM COMO MUTAÇÃO, CONTRIBUÍ 
PARA A DIVERSIDADE GENÉTICA DE UMA POPULAÇÃO 
ÇÃO GENÉTICA
 Rearranjo da informação genética dentro de e entre moléculas de
DNA
 Tipos de recombinação: (1) homóloga, (2) sítio-específica e (3)
transposição de DNA
3. Transposição de DNA: pequenos fragmentos de DNA com capacidade
de “mover-se” dentro de ou entre cromossomos. A movimentação de
transposons é pouco frequente, realizada por enzimas e muito regulada
2. Recombinação sítio-específica: em regiões específicas do DNA. Funções:
reparo do DNA e regulação da expressão gênica
1. Recombinação Homóloga: moléculas deDNA homólogas, na
reparação do DNA e na conjugação (bactérias). Em eucariotos, no
reparo e na meiose (crossing over)
TRANSFORMAÇÃO
MECANISMOS DE TROCA DE GENES 
ENTRE BACTÉRIAS
TRANSFORMAÇÃO; CONJUGAÇÃO; TRANSDUÇÃO
CONJUGAÇÃO BACTERIANA
CONJUGAÇÃO
Fator F = Plasmideo
Cromossomo 
Plasmideos
TRANSDUÇÃO BACTERIANA
DNA bacteriano é transferido de uma célula doadora a uma receptora por um bacteriófago
TRANSDUÇÃO
Os nucleotídeos podem ter um único grupo fosfato, ou uma cadeia de até três grupos 
fosfato. Em uma célula, um nucleotídeo prestes a ser adicionado ao final de uma cadeia 
de polinucleotídeos estará ligado a uma série de três grupos fosfato. Explique porque em 
uma cadeia de DNA ou RNA, cada nucleotídeo tem apenas um grupo fosfato.
Resposta : porque Quando o nucleotídeo se junta a cadeia crescente de DNA ou RNA, 
perde dois grupos fosfato.
RNA transportadores (tRNA) são exemplos de moléculas de RNA que não codificam 
proteínas. Qual a importância da seqüência de bases de um tRNA? Qual impacto pode 
ocorrer na tradução se ocorrer mutação na seqüência de bases do DNA que dará origem 
a algum tipo de tRNA?
Resposta : A importância da sequência de bases nucleotídicas de um tRNA está 
diretamente ligada à sua função, ou seja, na correspondência entre uma sequência de 
anticódons e o respectivo aminoácido que carrega, com base nas correspondências 
ditadas pelo Código Genético. 
Uma alteração mutacional na sequência do DNA o qual transcreverá um RNA 
transportador (em especial) alterará a sequência do anticódon. Esta alteração poderá ou 
não, trocar o aminoácido correspondente que o RNAt original carregava. Contudo, na 
tradução proteica, por esta mutação do RNAt, não haverá impacto, pois tem-se 
diferentes RNAts transportadores, os quais se encaixam segundo a informação ditada 
pelo RNA mensageiro, e esta última estará correta.
As bases nitrogenadas se estendem para o interior da dupla hélice do DNA, como os 
degraus de uma escada, em pares
As duas fitas da hélice vão em direções opostas, isto é, o final 5' de uma fita é pareado como 
final 3' de sua fita correspondente. (Nos referimos a isto como orientação antiparalela e é 
importante ao copiar o DNA.)
As duas fitas de DNA transportam a mesma informação genética? Justifique sua resposta.
Não.
Justificativa: As duas fitas da hélice vão em direções opostas, isto é, o final 5' de uma fita é 
pareado com o final 3' de sua fita correspondente, como uma orientação antiparalela. 
Assim, as informações são complementares, sendo assim os mRNA transcritos de cada fita 
serão diferentes e consequentemente terão diferentes aminoácidos e as proteínas também 
terão funções diferentes. 
a) De que modo a ordem no código genético minimiza a letalidade mutacional?
A ordem no código genético minimiza a letalidade mutacional porque as muitas substituições de bases que ocorrem 
na terceira posição dos códons não mudarão o aminoácido correspondente. Além disso, aminoácidos com 
propriedades semelhantes têm códons que diferem em apenas em uma base, o que ameniza os efeitos deletérios, em 
casos de substituições.
b). Explique como a mutação em cada uma das situações pode levar a alterações na cadeia polipeptídica: inserção de
bases, deleção de bases, mutação de sentido trocado e mutação sem sentido.
A inserção e / ou deleção de bases nucleotídicas, numa sequência, alterarão o código de leitura dos códons no RNA
mensageiro e estas mutações (inserção e / ou deleção) poderão afetar a sequência da cadeia polipeptídica, quando a
sequência dos novos códons formados, a partir destas mutações, corresponderem a uma sequência de aminoácidos
distinta da original (sem a mutação).
Se esta alteração mudar a sequência em um ou poucos aminoácidos, então esta é uma mutação de sentido trocado, na
qual a sequência de aminoácidos é diferente do original. Por outro lado, se esta alteração mudar a sequência
enormemente, por exemplo, inserindo um códon de terminação no início ou muito tardiamente na sequência, ocorrerá,
consequentemente, a redução ou o aumento do tamanho da proteína, respectivamente, caracterizando uma mutação
nonsense ou mutação sem sentido.