Genetica de microorganismos

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Genética de 
Microorganismos
Universidade Estadual do Ceará
Faculdade de Veterinária - FAVET
Genética Animal
Orientador: Fagner Santos
Orientandas: Jéssica Silva e Helen Cristina
Fortaleza/CE
Junho/2021
Genética dos 
vírus
01
Sumário
Genética das 
bactérias
02
Variabilidade 
genética
05
Mecanismos de 
transferência genética
04
Resistência aos 
antimicrobianos
06 Covid 19
07Genética dos protozoários
03
01
Bacteriófagos T4 e Lambda (λ)
Genética dos 
vírus
Bacteriófago 
lambda (λ)
A simplicidade dos vírus os torna 
ideais para pesquisas de análise 
genética
Bacteriófago 
T4
Genética dos vírus 
Vantagens para os 
pesquisadores:
● Seu tamanho
● Velocidade de 
reprodução
● Grandes colônias 
● Estrutura e fisiologia
1
3
Possui aproximadamente 
168.800 pares de bases e 
contém cerca de 150 genes
Virulento
Fago lítico
Genética dos vírus 
Bacteriófago T4
Replica-se destruindo a 
célula hospedeira, gerando 
em torno de 300 vírus por 
célula infectada.
Genética dos vírus 
Bacteriófago T4
Alteração de 
tamanho e forma das 
placas formada pelos 
fagos no seu ponto 
de encontro com a 
célula que será 
infectada. 
Termossensíveis, 
sobrevivem a 
temperaturas diversas
Mutações
Genética dos vírus 
1
3
Possui aproximadamente 50 
genes com 48.502 pares de 
bases
Temperado
Ciclo lítico ou lisogênico
Genética dos vírus 
Bacteriófago Lambda (λ)
Via lítica
Genética dos vírus 
Bacteriófago Lambda (λ)
Via Lisogênica
02
Genética das 
bactérias
Plasmídeos e epissomos
Epissomos
Organismos unicelulares sem núcleo 
definido ou organelas membranosas
Plasmídeos
Genética das bactérias
Características:
● Transferência gênica 
unidirecional
● Informações genéticas 
das bactérias são 
armazenadas em um 
único cromossomo
● Microcromossomos
Genética de 
protozoários
03
Trypanosoma cruzi
Genética de protozoários
Trypanosoma cruzi
Insere DNA no genoma hospedeiro
Recombinação Homóloga
DNA mitocondrial (kDNA)
Heritable integration of kDNA minicircle sequences from Trypanosoma cruzi into the avian genome: insights 
into human Chagas disease, Gomes et al., 2004.
Genética de protozoários
A incorporação do kDNA gera 
modificações no genoma dos 
hospedeiros
Síntese de proteínas 
anormais – quiméricas 
(antígenos)
Heritable integration of kDNA minicircle sequences from Trypanosoma cruzi into the avian 
genome: insights into human Chagas disease, Gomes et al., 2004.
Genética de protozoários
Heritable integration of kDNA minicircle sequences from Trypanosoma cruzi into the avian 
genome: insights into human Chagas disease, Gomes et al., 2004.
Experimento
Galinhas
Inoculação dos 
parasitas em 
ovos férteis
Ao nascer, 
haviam retido o 
kDNA
Lesões graves 
e falecimento
Mecanismos de 
transferência 
genética
04
Conjugação, transformação e transdução
Mecanismos de transferência 
genética
 Processo parassexuado
 Transferência gênica 
unilateral
 Célula doadora
 Célula receptora
Mecanismos de transferência 
genética
Variabilidade 
genética
05
Mutação e recombinação genética
Recombinação 
genética
A mistura de 
genes entre 
indivíduos de uma 
mesma espécie.
Alterações 
hereditárias na 
sequência do DNA
Mutação
Variabilidade genética
Variabilidade genética
Recombinação genética
Troca de genes entre duas 
moléculas de DNA para formar 
novas combinações de genes em 
um cromossomo, resultando na 
alteração no genótipo que ocorre 
pela aquisição desse material 
genético.
Ocorre quando os genes são 
passados de um organismo 
para seus descendentes. 
Processo vertical
Variabilidade genética
Recombinação genética
Processo horizontal
A transferência envolve uma célula 
doadora que dá uma porção de seu 
DNA total para uma célula receptora. 
O DNA do doador é incorporada ao 
DNA do receptor. 
Variabilidade genética
Recombinação genética
Espontanea
Falhas no mecanismo 
de replicação; Alguns 
pares de nucleotídeos 
são suprimidos ou 
inseridos.
Induzida
Exposição aos agentes 
mutagênicos
É considerada um 
fenômeno comum entre 
os microrganismos e tem 
caráter evolutivo, apesar 
de ser “danoso” para os 
mesmos.
Variabilidade genética
Mutação
Variabilidade genética
Mutação
Mutações pontuais envolvem um ou poucos pares de bases, onde 
estas são substituídas. São classificadas em:
• Mutação de sentido trocado 
(missense): altera a proteína 
formada, Se a substituição de 
base resultar na substituição de 
um aminoácido na proteína 
sintetizada;
Variabilidade genética
Mutação
Mutações pontuais envolvem um ou poucos pares de bases, onde 
estas são substituídas. São classificadas em:
• Mutação sem sentido (nosense): 
quando a alteração resulta em um 
códon de parada; 
Variabilidade genética
Mutação
Mutações pontuais envolvem um ou poucos pares de bases, onde 
estas são substituídas. São classificadas em:
• Mutação silenciosa: também 
conhecida como mutação neutra, 
pois mesmo alterando uma base, a 
proteína não é alterada. 
As bactérias crescem em meio líquido, na 
superfície de um meio semissólido 
contendo ágar. 
Cada bactéria divide-se e cresce de 
maneira exponencial, produzindo uma 
colônia visível na superfície do meio de 
cultura. 
Variabilidade genética
Genes mutantes em 
bactérias
Variabilidade genética
Genes mutantes em 
bactérias
• Cada espécie bacteriana produz colônias 
com cor e morfologia específicas. 
• Serratia marcescens
• Mutações nos genes das bactérias podem 
modificar tanto a cor quanto a morfologia 
da colônia, reduzir a velocidade de 
multiplicação.
1
3
Variabilidade genética
Genes mutantes em 
bactérias
Mutantes com bloqueio da 
capacidade de utilizar fontes 
específicas de energia. 
Mutantes incapazes de sintetizar 
um metabólito essencial 
Mutantes resistentes a fármacos 
e antibióticos 
1
Variabilidade genética
Genes mutantes em 
bactérias
Mutantes com bloqueio da 
capacidade de utilizar fontes 
específicas de energia. 
• Escherichia coli
• Não conseguem crescer no açúcar do leite, a lactose; 
não conseguem metabolizar galactose e outros, a 
arabinose.
• E. coli de tipo selvagem é fenotipicamente Lac + e 
genotipicamente lac + . Os mutantes são 
fenotipicamente Lac – e genotipicamente lac –
2
Variabilidade genética
Genes mutantes em 
bactérias
Mutantes incapazes de sintetizar 
um metabólito essencial 
• Escherichia coli 
• Mutação - nova exigência para se multiplicar. Se desenvolve mas 
não se multiplica na ausência. necessitam de nutrientes auxiliares 
para seu crescimento. 
• E. coli de tipo selvagem é capaz sintetizar triptofano; São 
fenotipicamente Trp + e genotipicamente trp + . Os auxotróficos 
para triptofano são Trp – e trp –
3
Variabilidade genética
Genes mutantes em 
bactérias
Mutantes resistentes a fármacos 
e antibióticos 
• Escherichia coli 
• Fenotipicamente são Amp s e Tet s. Os alelos mutantes resistente a 
antibióticos são amp r e tet r.
• As bactérias que têm esses alelos mutantes conseguem crescer em 
meio contendo os antibióticos.
Resistência aos 
antimicrobianos
06
Natural, adquirida e cruzada
The antibiotic
resistance
Resistência aos antimicrobianos
Resistência
Natural Adquirida
Indução de 
mutação no 
DNA nativo
Introdução 
de DNA 
estranho
Cruzada
Os genes de resistência: DNA de plasmídeos 
extracromossômicos e unidades de DNA 
denominadas transposons.
Covid 19
07
Genética do Sars-CoV-2
Covid 19
Sars-CoV-2Selecionar e deletar pequenas partes de sua 
sequência genética
Os anticorpos não conseguem se apoderar 
do vírus
as mutações ficam cimentadas no material 
genético, formando novas variantes do vírus
Recurrent deletions in the SARS-CoV-2 spike glycoprotein drive antibody escape, 
McCarthy et al., 2021
Obrigada!
Dúvidas?