Genética Bacteriana - Microbiologia

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GENÉTICA BACTERIANA 
 GENOMA BACTERIANO 
--> Nucleóide: cromossomo bacteriano --> novelo de DNA 
fita dupla circular que está disperso no citosol da bactéria
--> Plasmídeo ( nem todas bactérias apresentam) --> 
material genético extracromossômico --> também pode 
estar integrado ao cromossomo 
--> Elementos de transposição ( nem todas bactérias 
apresentam) 
 NUCLEÓIDE 
--> Haploide --> para gene um único alelo, exceto quando a 
bactéria capta material genético externo 
4 famílias de Histone-like proteins : HU, IHF, HNS, FIS-
--> a estrutura do nucleóide é mantida --> Proteínas 
histonas 
Não possuem íntrons --> não realizam splicing -
--> Eubactérias
Obs.: Arqueobactérias possuem íntrons e realizam splicing 
 ELEMENTOS DE TRANSPOSIÇÃO 
--> Sequências de inserção (IS) --> são pequenas sequências 
de bases presentes no genoma de organismos --> 
variabilidade genética das bactérias que possuem a 
sequência 
Duas partes do genoma se aproximam por influência 
da enzima codificada
-
A enzima transloca uma sequência para outra região 
do cromossomo 
-
Esse processo pode ocorre internamente entre 
pontos distintos do cromossomo ou entre sequências 
do cromossomo e do plasmídeo 
-
--> Transposons --> sequências maiores que as IS --> 
capazes de codificar 1 ou 2 genes que são responsáveis 
pelo processo de transposição --> codificam enzimas que 
irão executar o processo 
--> Vírus especiais --> ex.: Fago Mu --> vírus bacteriófago 
que pode atuar como elemento de transposição 
 REPLICAÇÃO DO DNA 
Pol-I, Pol-II, Pol- III, Pol-IV e Pol-V -
Mecanismos de correção --> baixa taxa de erro, logo 
ocorre pouca mutação espontânea
-
--> DNA Polimerase 
--> Primase
--> Helicase
--> DNA-girase
Ponto de origem -
Local com uma sequência de bases que representa o 
início da polimerização --> local de acoplamento das 
enzimas envolvidas no processo
-
--> OriC
--> Após a polimerização os "dois anéis" de DNA precisam ser 
separados pela enzimas Topoisomerase IIA
 TOPOISOMERASE IIA 
DNA-girase --> na replicação a helicase abe as fitas e a 
frente o DNA se torce --> a DNA-girase corta uma das 
fitas de DNA para desenrolar e posteriormente ela une 
novamente a fita 
-
Topoisomerase IV --> atua no processo final da 
replicação separando os " anéis" de DNA 
-
--> 2 subtipos:
--> DNA-girase é um componente bacteriano específico e por 
isso é um alo farmacológico das drogas antimicrobianas --> 
quinolonas --> fármacos que agem nos 2 subtipos de 
topoisomerase 
 EXPRESSÃO GÊNICA 
Transcrição de RNAm •
Apenas 1 tipo de enzima (diferente das células 
eucariontes que tem tipos distintos) 
-
RNA-polimerase DNA-dependente --> vai transcrever 
uma fita de RNA a partir de uma de DNA 
-
Estrutura na Holoenzima --> Fator sigma + enzima-
Fator sigma --> proteína localizada próxima do material 
genético 
-
--> RNA-polimerase:
Obs.: Rifampicina --> antimicrobiano que age seletivamente 
atacando a enzima RNA polimerase bacteriana --> usada no 
tratamento da tuberculose 
Sequência consenso •
O fator sigma vai se ligar na região promotora e 
identificar uma sequência consenso --> se essa 
sequência estiver ativada --> o fator sigma se acopla e a 
RNA polimerase pode também se acoplar para iniciar a 
transcrição 
-
Após o início da atividade da RNA polimerase o fator 
sigma pode se desprender sem prejuízo ao processo 
-
Crescimento da fita 5' --> 3'-
Não requer prime para o processo -
 Página 1 de Genética Bacteriana 
Vários transcritos •
O processo de transcrição e tradução são 
praticamente simultâneos uma vez que não há 
membrana nuclear dividindo o local dos dois 
processo, como ocorre na célula eucarionte 
-
RNAm•
Presença da sequência Shine-Dalgardo --> códon de 
iniciação das bactérias 
-
Códon•
Tabela universal, mas possui variação para as 
bactérias
-
Na tabela alguns códons que seriam de parada para 
as certas bactérias e algumas organelas são 
codificadores de aminoácidos 
-
Mitocôndria ○
Cloroplastos○
Mycoplasma○
Paramecium ○
Ex.: UGA (códon de parada) --> triptofano -
Selenocisteína (21º aminoácido) --> pode ser 
codificada por um códon de para (UGA) até nos 
seres humanos em situações específicas 
-
 ORGANIZAÇÃO DOS GENES BACTERIANOS 
--> genes são agrupados em uma unidade denominada de 
Operum --> Em uma organização policistrônica
RNAm policistrônico --> ele contém todos os genes 
do metabolismo da lactose e são traduzidos de uma 
vez só 
-
1 RNAM --> gera mais de uma proteína que fazem 
parte de um mesmo metabolismo da bactéria 
-
--> EX.: Operon da lactose 
 OPERON DA LACTOSE 
--> Possui uma região controladora (promotor + 
operador) e mais para frente os genes
--> Pode ter também um gene regulatório 
--> Gene repressor é codificado e gera uma proteína 
repressora
--> a proteína repressora se liga na região operadora --> a 
DNA polimerase não consegue se acoplar 
-->Quando a bactéria está em um local com grande 
disponibilidade de lactose --> a bactéria capta a lactose para 
dentro do seu citosol 
--> a lactose se combina com o repressor, bloqueando a 
proteína --> ausência de proteína repressora na região 
operadora --> ativa a RNA polimerase para transcrever o 
Operon da lactose 
---> o estímulo da molécula lactose ativa o operon
 OPERON DO TRIPTOFANO 
--> o triptofano diferente da lactose é uma molécula exógena, 
ou seja a própria bactéria o produz 
--> quando sua produção atinge uma quantidade 
adequado --> as moléculas de triptofano se ligam a proteína 
repressora --> Ativando-a e essa se acopla na região 
controladora do operon --> inibe a transcrição 
MECANISMO DE TRANSFERÊNCIA DE INFROMAÇÃO GENÉTICA
Vertical --> de célula mãe para célula filha-
Transformação ○
Transdução○
Conjugação ○
Horizontal --> para célula vizinha -
--> Transferência de informação:
Bactérias competentes em captar DNA externo e 
incorporar ao seu 
-
Elas selecionam os genes de interesse para seres 
inseridos no genoma 
-
Para isso elas precisam de canais competentes na sua 
membrana --> canais e enzimas 
-
--> Transformação
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--> Transdução 
Ocorre través de vírus bacteriófagos -
Durante o processo de infecção de uma bactéria --> 
os vírus usam o arcabouço bacteriano para produzir 
as proteína virais e se replicar 
-
Devido a um erro alguma réplica virais pode 
armazenar em sua estrutura o material genético 
bacteriano e não o viral --> na próxima célula 
infectada por esse vírus ele irá inserir o DNA da 
bactéria A em outra bactéria diferente. 
-
--> Conjugação 
Ocorrem em bactéria com plasmídeo F ou de 
fertilidade --> esse plasmídeo codifica todos os 
componentes necessários para que haja 
comunicação entre duas bactérias 
-
Tipos de plasmídeos --> Tipo F e Tipo R ○
Uma das duas bactérias precisam ter o plasmídeo F 
para que haja conjugação --> Mas outros tipo de 
plasmídeos podem ser transferidos no processo 
-
A conjugação se utiliza do pili sexual para que haja a 
comunicação 
-
Bactérias podem conjugar com Fungos também -
Se o plasmídeo durante a conjugação estiver 
inserido no genoma ele pode transferir parte do 
genoma ou até todo o material genético --> Ex.: 
Bactéria Hfr (bactérias de alta frequência de 
recombinação) 
-
 RESISTÊNCIA A ANTIMICROBIANOS 
--> Nos processos de transferência de material genético os 
genes transferidos podem ser codificadores de proteínasde resistência a determinada droga --> Ex.: gene que 
codifica a penicilinase 
--> Gradualmente as bactérias vão aumentando seu nível 
de resistência 
 MUTAÇÕES E MECANISMOS DE REPARO 
Efeitos sobre as bactérias:-
Resistência a antimicrobianos○
Alteração antigênica --> mudança do antígeno 
que passam a ser reconhecidos por novos 
anticorpos --> nova cepa 
○
Recuperação de matriz de leitura --> 
conseguir novamente um gene que 
anteriormente foi perdido (normalizando a 
ordem das trincas)
○
Favoráveis:-
Alteração do metabolismo ○
Alteração estrutural ○
Desfavoráveis:-
--> Mutações
 MECANISMOS DE REPARO 
--> Reparo por excisão --> Retirando bases errada 
--> Reparo por recombinação --> fragmentos externos 
inseridos no genoma
Alquilação (bases alquiladas) --> formaldeído 
danifica o material genético 
○
Alterações epigenéticas --> mudam a estrutura mas não 
mudam sequência de bases 
-
Dímeros de pirimidina --> exposição à luz ultravioleta 
funde pirimidinas adjacentes o que vai gerar um erro na 
leitura --> enzimas podem reverter esse dímero 
repondo as bases 
-
--> Reparo de modificação do DNA
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