Genética Bacteriana

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Genética...Bacteriana ..
Genética é o estudo da hereditariedade e da
variabilidade. Todas as características
hereditárias estão codificadas no DNA. O
cromossomo bacteriano contém a informação
genética que define todas as características do
organismo. É único e constituído de fitas
contínuas de DNA, circular, fechado e ligado à
membrana celular.
REPLICAÇÃO
A replicação do cromossomo é um processo que
garante que as células geradas recebam cópias
idênticas da célula mãe.A replicação
cromossômica é sincronizada com a divisão
celular, de modo que cada célula recebe um
conjunto complemento do DNA da célula mãe.
1. Inicia-se em um sítio específico no
cromossomo (sítio oriC) onde duas fitas do
DNA são desnaturadas;
2. Complexo protéico se liga ao sítio oriC,
abrindo a hélice e iniciando a replicação;
3. Cada uma das fitas serve como molde para
uma rodada completa da síntese de DNA,
que é bidirecional e ocorre em ambas as
fitas, forma-se uma bolha de replicação;
obs: os dois sítios em que ocorre a replicação
são chamados de forquilhas de replicação.
4. As forquilhas de replicação movimentam-se
pela molécula, em direções opostas,
abrindo as fitas de DNA e sintetizando duas
novas fitas complementares, finalizam no
sítio de término;
5. Ocorre uma replicação semiconservativa:
das quatro fitas de DNA agora disponíveis,
cada célula filha recebe uma fita parental
e uma recém-sintetizada.
Fig.1 Replicação bidirecional de um cromossomo bacteriano circular.
A principal enzima, dentre várias outras, que
medeia a replicação do DNA é a DNA polimerase
DNA-dependente.
Em casos de erro na replicação, mecanismos de
reparo atuam retirando a sequência de
nucleotídeos incorreta com nucleases,
substituindo-os pelos nucleotídeos corretos e
religando a sequência.
fig 2. replicação bacteriana
Além disso, foi desenvolvido pelas bactérias,
mecanismos para remover DNA “estranho” do seu
genoma através de enzimas de restrição, que
clivam sequências específicas do DNA.
GENES...
Um gene é uma cadeia de nucleotídeos (bases
purínicas e pirimidínicas), a informação está
codificada em grupos de três deles, denominados
códons (correspondem a um grupo de aminoácidos
específicos ou sequência reguladora- código de
início ou de término)
O código genético de bactérias está contido em
uma série de unidades denominadas genes. As
bactérias normalmente apresentam um
cromossomo com um conjunto de genes, por isso
são denominadas organismos haploides.
VARIABILIDADE GENÉTICA...
❖ Mutação: A mutação é uma modificação
na sequência de bases do DNA, resultando
em um fenótipo alterado. Podem ser
induzidas por agentes químicos, radiações
ou vírus. São o resultado de três tipos
diferentes de modificações:
-Substituição de bases (obs: missense e nonsense)
-Mudança no quadro de leitura (adição ou
exclusão de pares de bases, o que altera o quadro
de leitura nos ribossomos)
-Inserção
❖ Transferência de genes: conjugação,
transdução, transformação e transposição.
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obs: a consequência mais importante da transferência
de DNA é a disseminação de uma célula bacteriana
para outra, dos genes de resistência aos
antimicrobianos.
01.CONJUGAÇÃO
-Contato entre duas bactérias em que o DNA é
transferido da célula doadora para a receptora
-Processo controlado pelo plasmídeo F
(fertilidade) que carreia os genes necessários para
promoção do contato entre as células, incluindo a
expressão da pilina, formadora do pili sexual
(tubo de conjugação)
-o pili da bactéria doadora, que carreia o fator F
(F+) liga-se à superfície da célula bacteriana
receptora. Esta última é desprovida de plasmídeo
F (F−). entram em contato direto devido ao
“recolhimento” do pilI sexual.
-o DNA do fator F é clivado enzimaticamente, e
uma fita é transferida para dentro da célula
receptora, através da formação de uma “ponte”.
-A receptora passa a ser uma célula F+, que tem a
capacidade de transmitir o plasmídeo para outras
células.
02.TRANSDUÇÃO
-transferência de DNA por meio de um vírus
bacteriano — um bacteriófago (fago).
-Durante a replicação do fago, um fragmento do
DNA bacteriano é incorporado, acidentalmente, a
uma partícula de fago e é carreado para dentro da
célula receptora no momento da infecção
-Transdução generalizada ocorre quando o fago
carreia um segmento de qualquer parte do
cromossomo bacteriano. Isso pode ocorrer quando
o DNA bacteriano é fragmentado após a infecção
pelo fago, e segmentos do mesmo tamanho do
DNA fágico são incorporados dentro dessas
partículas.
-Transdução especializada ocorre quando o DNA
do fago que já tenha sido integrado ao DNA
bacteriano é excisado. Durante esse processo,
carreia com ele partes adjacentes do DNA
bacteriano. Genes do fago podem causar
modificações no fenótipo da bactéria hospedeira;
por exemplo, a produção de toxina por
Corynebacterium diphteriae é controlada por um
gene fágico. Essa propriedade desaparece assim
que o DNA do fago venha a ser perdido em
sucessivos ciclos reprodutivos.
03.TRANSFORMAÇÃO
É a transferência de DNA bacteriano exógeno
de uma célula para outra. Ocorre na natureza
quando bactérias que morrem liberam seu DNA,
que é capturado pelas células receptoras onde
sofre recombinação.
04.TRANSPOSIÇÃO
Ocorre quando elementos transponíveis, os
transposons, se movem de um sítio no DNA para
outro, dentro do genoma de um mesmo
micro-organismo.
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RECOMBINAÇÃO
Quando o DNA é transferido de uma célula
doadora para uma receptora. Existem dois tipos:
1.Recombinação homóloga: dois segmentos de
DNA que apresentam extensas regiões de
homologia pareiam e trocam fragmentos pelos
processos de quebra e junção.
2. Recombinação não homóloga: pouca
homologia é necessária para que haja
recombinação. Diversas enzimas (p. ex.,
endonucleases, ligases) estão envolvidas no
processo de recombinação.
PLASMÍDEOS
Plasmídeos são moléculas de DNA
extracromossômico, circular, de fita dupla. São
capazes de replicar independentemente do
cromossomo bacteriano. Plasmídeos ocorrem em
ambos os grupos bacterianos, Gram-positivos e
Gram-negativos, e diferentes plasmídeos podem,
frequentemente, coexistir em uma célula.
Eles podem ser transmissíveis (conjugativos),
podendo ser transferidos célula a célula por
conjugação ou não transmissíveis, que são
pequenos e não apresentam genes para a sua
transferência. Entretanto, eles podem ser
mobilizados por outros que contenham os genes
necessários à transferência.
Várias funções de importância médica das
bactérias são atribuídas aos plasmídeos como:
resistência aos antimicrobianos (plasmídeos
R),produção de colicinas (toxinas que são
produzidas por muitas espécies de enterobactérias
e que são letais para outras bactérias), resistência
a metais pesados como mercúrio (componente
ativo de alguns antissépticos), pili (fímbria), que
medeia a aderência das bactérias às células
epiteliais e, por fim, liberação de exotoxinas.
TRANSPOSONS..
Transposons, também chamados de genes
saltadores, são segmentos de DNA que se
translocam rapidamente de uma região para
outra, dentro ou entre DNAs de bactérias,
plasmídeos e bacteriófagos.
obs: quando os transposons se transferem para outra região,
normalmente o que se move é uma cópia, permanecendo o
original no mesmo local
Os transposons podem codificar para enzimas
metabólicas e de resistência aos antimicrobianos e
para toxinas. São causadores de mutações nos
genes nos quais se inserem ou alteram a expressão
de genes próximos. Não se replicam
independentemente.Podem saltar:
• de um DNA genômico hospedeiro para um
plasmídeo
• de um plasmídeo para outro
• de um plasmídeo para um DNA genômico.
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Referências
Fundamentos de Microbiologia e Imunologia na
Odontologia, de Samaranayake, Lakshman
+Anotações de aula
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