Genética Bacteriana Microbiologia 5

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MICROBIOLOGIA GERAL 
 
GENÉTICA BACTERIANA 
 
CROMOSSOMOS: estrutura densa no interior das 
células que carrega as informações hereditárias 
(DNA). 
Unidade de hereditariedade: gene (segmento de 
DNA). 
Expressão dos genes – genótipo: determinam o 
fenótipo (propriedades potenciais x propriedades 
reais). 
 
BACTÉRIAS: Cromossomo único – única molécula 
de DNA. DNA fita dupla e circular (enrolado, 
espiralado e compactado. 
 
PLASMÍDEOS: 
moléculas de DNA fita dupla; menores que o 
cromossomo; pode se multiplicar 
independentemente do cromossomo; genes 
associados a funções especializadas (degradação 
de substância, síntese de pigmento, fixação de 
nitrogênio...) 
 
TRANSPOSONS (genes saltadores ou sequências 
de inserção): elementos genéticos móveis ; 
informação para sua própria migração; com ou 
sem genes para funções especializadas 
(resistência à antibióticos); não contem 
informação para sua própria replicação. Podem 
afetar a expressão de outros genes (plasmídeo ou 
cromossomo); inserção com padrão randômico, 
ou seja, quase sempre provocam mutações. 
 
 
ESTRUTURA DO DNA E RNA: 
DNA (ácido desoxiribonucléico): fita dupla com 
bases complementares emparelhadas por pontes 
de hidrogênio. 
Bases púricas: Adenina e Guanina 
Bases pirimídicas: Citosina, Timina (DNA) e Uracil 
(RNA). 
Base + fosfo-2’-desoxirribose (grupo fosfato + 
pentose) = nucleotídeo 
 Pentose + base = nucleosídeo 
 
RNA (ácido ribonucléico): ocorre mais 
frequentemente na forma de filamento único. 
Timina é substituída por Uracil; Três tipos de RNA: 
RNAm, RNAt e RNAr. 
O mRNA: contém a informação genética para a 
sequência de aminoácidos. 
tRNA: identifica e transporta as moléculas de 
aminoácidos até o ribossomo 
rRNA: 50% da massa dos ribossomos, proporciona 
as condições para a síntese protéica 
 
Sequência de nucleotídeos com orientação 
química: 
Extremidade 5’: grupo fosfato ligado ao 5C 
(carbono 5’) do açúcar 
Extremidade 3’: hidroxila ligada ao 3C (carbono 3’) 
do açúcar 
Leitura no sentido 5-3. 
 
GENOMA BACTERIANO: 
Ausência de um complemento diplóide de genes; 
Uso de quase todo o genoma na codificação e na 
regulação, podendo ocorrer superposição; 
Colinearidade dos genes com seus produtos 
protéicos; Tendência de apresentar genes 
codificando funções relacionadas agrupados 
(operons); 88% regiões codificadoras e 1% genes 
codificadores de rRNA e tRNA. 
~10% regiões regulatórias (promotor, operador, 
origem em termino da replicação) 
 
OPERON: um ou mais genes estruturais expressos 
a partir de um promotor específico. Operons com 
muitos genes estruturais são chamados 
policistrônicos. 
Exemplo: cromossomo de E. coli, cada uma das 
fitas contém cerca de 5 milhões de bases. 
A informação está dividida em unidades de várias 
centenas de bases – genes. 
 
TRANSFERÊNCIA DE INFORMAÇÃO: 
Informação do DNA é utilizada: molde 
Guia e replicação do DNA – preparação para a 
divisão celular. 
Direciona a síntese de proteínas: transcrição e 
tradução 
 
 
REPLICAÇÃO: DNA cromossômico duplica-se antes 
do processo de divisão celular (transferência 
vertical de genes). É semiconservativa – cada 
molécula filha contém um filamento original. 
Simétrica e bidirecional, a partir de uma origem 
única – 2 forquilhas de replicação. 
Processo requer enzimas; Direção da síntese é 
sempre no sentido 5’ – 3’; fita com polimerização 
contínua; fita com polimerização descontínua – 
fragmentos de Okasaki 
 
DNA-polimerase I: retira os primers e substitui por 
nucleotídeos 
Ligase: ligação dos fragmentos 
Replicação do DNA plasmidial é semelhante, 
exceto que, em alguns casos pode ser 
unidirecional; Transposons: replicação depende 
de sua integração física com um replicon 
bacteriano. 
 
EXPRESSÃO DOS GENES: 
Síntese de proteínas: constante para realizar os 
processos vitais; toda informação genética: na 
sequência linear das 4 bases – estrutura primária 
de toda proteína: quantidade e sequência dos 
aminoácidos (20 aa). 
 
TRANSCRIÇÃO: 
Pontes de H entre as bases são rompidas 
(enzimas): sequências de DNA não pareadas 
servem de molde. 
Somente uma fita (DNA) direciona a síntese de 
RNAm; 
RNAm é transcrito em quantidade precisa: de 
acordo com a necessidade celular para uma 
proteína específica; 
São necessários nucleotídeos contendo ligações 
fosfato de alta energia (reações subsequentes) 
Enzima responsável pela transcrição: RNA 
polimerase; 
Procariotos: uma única RNA polimerase 
Para iniciar a transcrição, a RNA polimerase deve 
reconhecer um local específico onde começará a 
síntese: promotor 
Funções da RNA polimerase: 
• Reconhecer o promotor 
• Desnaturar o DNA expondo a sequência a ser 
copiada 
• Manter as fitas de DNA separadas na região da 
síntese 
• Manter o híbrido DNA:RNA estável 
• Renaturar o DNA na região imediatamente 
posterior à síntese 
• Terminar a síntese do RNA 
 
RNA POLIMERASE: 
• liga-se ao promotor (sequência consenso) 
• realiza a síntese da fita de RNA complementar a 
fita molde 
• termina em uma região chamada terminador 
(sequência consenso) 
Procariotos: transcrição e tradução é acoplada 
(não possuem envoltório nuclear). 
 
TRADUÇÃO: 
Tradução (ribossomos): converte a informação na 
forma de trincas (códons) de nucleotídeos em 
aminoácidos que darão origem a uma proteína. 
Início da tradução: subunidade 30S liga-se ao 
códon de iniciação AUG (com raras exceções), logo 
em seguida o met-tRNAe a subunidade 50S ligam-
se ao complexo 30SmRNA. 
RNAt: formado por 75 a 80 nucleotídeos, a 
molécula se dobra sobre si mesma, formando 
várias voltas que são estabilizadas pelo 
pareamento de bases complementares. 
Cada RNAt possui um anticódon (3 bases) e um 
sítio de ligação para um aminoácido (especificado 
pelo códon). 
 
Tradução termina quando o ribossomo encontra 
um códon de terminação, que não codifica 
nenhum aminoácido: UGA, UAG e UAA. 
Após a tradução as proteínas ainda têm que 
passar por algumas modificações para que 
possam exercer adequadamente suas funções. 
 
CÓDIGO GENÉTICO: 
Relação entre a sequência de bases no DNA e a 
sequência de aminoácidos na proteína. 
CARACTERÍSTICAS: 
• Pareamento códon:anticódon 
• Degeneração – um mesmo aminoácido pode ser 
codificado por vários códons diferentes 
• Não ambiguidade – cada códon corresponde a 
somente um aminoácido 
• Universalidade – o código genético é o mesmo 
para todos os organismos 
• Utilização preferencial de códons (codon usage)