Cinética bacteriana

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Cinética bacteriana 
Genoma bacteriano 
Constituintes (pág 211) 
A maioria das informações genéticas de uma célula 
bacteriana está contida em unidades genéticas 
independentes denominadas replicons (cromossomo e 
plasmídios), que apresentam capacidade de autorreplicação. 
Alguns genes podem estar contidos em transposons, que não 
apresenta, replicação autônoma, dependendo de um replicon 
para duplicar-se. 
A maioria das bactérias é haploide, apresentam um 
único cromossomo circular, composto de DNA de cadeia 
dupla. Muitas bactérias possuem genes adicionais em 
moléculas de DNA circulares, autorreplicativas e de 
localização extracromossômica denominados plasmídios. Os 
plasmídios pequenos, menor que 10 kb (kilobase, 
corresponde a 1000 pares de bases na molécula de DNA) não 
apresentam a característica de autotransferência de uma 
célula bacteriana para outra. Os plasmídios grandes, 
maiores que 30Kb estão presentes em duas ou somente uma 
cópia por célula, e sua replicação é controlada do mesmo 
modo que a cromossômica, são capazes de autotransferência 
por um mecanismo chamado conjugação. 
Características bacterianas determinas por 
plamídios: 
• Resistência a antibióticos 
• Capacidade de produzir substancias 
antimicrobianas 
• Capacidade metabólica extra 
OBS: DNA de origem viral também é amplamente encontrado 
em bactérias, esses vírus são denominamos bacteriófagos. 
Quando o bacteriófago infecta uma bactéria, seu ácido 
nucleico passa a constituir elemento genético extra 
cromossômico, capaz de se auto replicar e se transferir de 
uma célula bacteriana para outra. Após infectar a bactéria, 
pode ocorrer o ciclo lítico, com lise da bactéria, ou ciclo 
lisogênico, com interação do DNA viral ao cromossomo da 
bactéria. 
 Os transpossons (pág 213) são fragmentos de DNA 
linear de fita dupla, apresentando no mínimo 5000 pares de 
bases, são também conhecidos como elementos móveis, pois 
possuem capacidade de se mover de um locus para outro no 
genoma, graças à presença de sequencias de DNA designadas 
sequencias de inserção (IS); essa sequência é codificada 
pela produção de uma enzima denominada transposase, 
responsável por esse movimento. Os transpossons são 
encontrados em células tanto procarióticas quanto 
eucarióticas. 
Replicação do material genético (pág 213) 
 Antes da divisão celular, ocorre a replicação do 
DNA, iniciada numa região denominada locus ori, associada 
à membrana celular. A replicação é altamente controlada, e 
quatro é o número máximo de cromossomos por célula em 
divisão. 
Mutação e rearranjo de genes (pág 214) 
 As mutações são alterações hereditárias em uma 
sequência de bases do ácido nucleico, sendo denominada 
mutante a linhagem que carrega a alteração. As mutações 
podem originar-se de simples substituições de bases, 
deleções, inserções e rearranjos de genes. 
 
Mutações espontâneas e induzidas 
(pág 214) 
As mutações espontâneas podem ocorrer pela ação de 
radiações naturais, ou ainda durante a replicação, como 
resultado de erros de pareamento de bases, a frequência 
dessas mutações é baixa. 
 Define-se como mutação simples ou de ponto a 
sequência de DNA alterada em uma única posição. Quando um 
nucleotídeo resultar na formação de um códon sinônimo, a 
mutação é denominada silenciosa, pois o efeito da mutação 
não será aparente. Se a substituição simples de base resultar 
na formação de um códon com sentido diferente, é 
denominado mutação de sentido errôneo. Se houver 
formação de códons terminais, que resulta no término 
prematuro da síntese proteica, levando a formação de 
proteínas incompletas, esse tipo é denominado de mutação 
sem sentido. 
Agentes mutagênicos (pág 215) 
No caso das mutações induzidas, elas podem ser 
aumentadas pela exposição das células a agentes 
mutagênicos, que podem ser químicos ou físicos. 
 
 
Os mutagênicos químicos atuam através de alterações da 
estrutura física ou química do DNA, podendo agir de várias 
maneiras: 
• Como análogos das bases nulceotídicas 
• Por modificação das bases do DNA 
• Intercalando a molécula de DNA 
Dentre os mutagênicos físicos, tem-se as radiações, 
ionizantes ou não ionizantes, sendo a ultima a mais utilizada 
em genética microbiana; o principal efeito da radiação UV é 
a indução de ligação cruzada entre pirimidinas adjacentes, 
através de ligações covalente, formando dímeros, e 
interrompendo a sequencia normal de pareamento entre 
bases das fitas das moléculas de DNA. 
Os mutagênicos biológicos são representados pelos 
transpossons, os elementos transponíveis tem sido usados 
na obtenção de mutantes, pois podem causar a perda da 
atividade dos genes dentro dos quais se inserem. 
Mecanismos de 
recombinação genética (pág 217) 
Recombinação genética é o processo pelo qual 
moléculas distintas de DNA são combinadas numa mesma 
molécula, por um processo físico de quebra e ligação dessas 
moléculas. Em procariotos ocorre quando há introdução de 
fragmento de DNA de uma célula doadora em uma célula 
receptora. Os genes transferidos podem integrar-se ao 
cromossomo bacteriano ou permanecer como elementos 
extracromossomais. 
A recombinação pode ser homóloga, envolve a troca 
genética entre sequências com alto grau de similaridade, ou 
sítio-específica, envolvendo sequências distintas de DNA 
com pouca ou nenhuma homologia, também pode ser 
ilegítima, onde eventos que ocorrem não envolvem alto grau 
de homologia nem sequências específicas de DNA. 
A recombinação homóloga pode ocorrer entre 
quaisquer dois fragmentos de DNA homólogo, esses 
fragmentos podem ser: 
• Duas moléculas lineares de DNA, 
• Um fragmento linear e o cromossomo circular, 
• Uma molécula circular (plasmídeo ou 
bacteriófago) e o cromossomo também 
circular. 
OBS: em bactérias a recombinação homóloga envolve a 
participação de uma proteína denominada RecA, que pode 
facilitar a interação entre moléculas de DNA a serem 
recombinadas. Outra proteína envolvida no processo é a 
endonuclease, com capacidade de desenrolar a molécula de 
DNA. 
Mecanismos de 
transferência de material 
genético (pág 218) 
 Existem três mecanismos distintos pelos quais a 
transferência de material genético pode ocorrer: 
• Transformação, na qual células receptoras 
incorporam moléculas de DNA livre (explicação pág 
220) 
• Conjugação, que envolve a transferência direta de 
DNA de uma célula doadora para uma célula 
receptora (explicação pág 220) 
• Transdução, na qual a transferência de DNA é 
medida por bacteriófagos ( explicação pág 221) 
 
 
Regulação da expressão 
gênica (pág 222) 
 O controle da expressão gênica é exercido através 
da taxa de produção dos RNA mensageiros, ou seja, processa-
se pela regulação da produção e atividade de enzimas 
específicas. Células bacterianas regulam esse processo pela 
prevenção da transcrição ou tradução, graças a interações 
entre molécula de DNA e proteínas reguladoras. 
O processo de transcrição inicia-se na região 
promotora, onde se liga à RNA polimerase, que é a enzima 
central do processo de transcrição genética. Proteínas 
repressoras podem prevenir a transcrição (controle 
negativo), e proteínas ativadoras podem estimular o início da 
transcrição (controle positivo). 
Os operons são transcritos a partir de um único 
promotor, formando uma longa molécula de RNAm, em 
seguida, as proteínas individuais são traduzidas 
separadamente. 
Vários fatores podem influenciar o mecanismo de 
regulação da produção e atividade enzimática: 
• Número de cópias do gene- quanto maior 
o número de cópias, maior a concentração 
do produto final. 
• Eficiência da transcrição- depende 
preponderantemente da natureza do 
promotor 
• Estabilidade do RNA mensageiro- baseado 
na razão com que é produzido e no tempo 
em que persiste de forma ativa na célula 
• Eficiência de tradução do RNAm em 
proteína 
• Estabilidade da proteína produzida- 
dependendode suas funções específicas. 
Apresenta diferentes graus de 
estabilidade. 
• Eventos pós tradução- as modificações 
covalentes influenciam na atividade da 
proteína 
Engenharia genética (pág 223) 
A engenharia genética permite a recombinação 
genética entre espécies distintas, possibilitando a obtenção 
de organismos com características novas, não encontradas 
naturalmente. 
Permite ainda o desenvolvimento de culturas 
microbiana capazes de produzir substancias de origem 
eucariótica tais como insulina humana. Apesar da 
potencialidade dos métodos na obtenção de produtos 
biotecnológicos, ainda são poucas as proteínas de origem 
eucariótica que tem sido expressa de forma eficiente e com 
baixo custo em hospedeiros procarióticos. 
 Além disso, a partir do isolamento e da purificação 
de genes específicos (clonagem de genes), tem se tornado 
possível a determinação das sequencias nucleotídicas, e das 
sequências de aminoácidos das proteínas resultantes; além 
disso, o conhecimento dessas sequencias possibilita a 
indução de mutações sítio-dirigidas (mutagênese de alta 
especificidade), com a obtenção de produtos biológicos não 
obtidos por fontes naturais. (Clonagem de genes na página 
225)