Genética bacteriana

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Genética microbiana: 
E. coli: 
- um cromossomo procariótico 
- a massa enovelada e as fitas dobradas de DNA 
emergindo desta célula rompida são parte do seu 
cromossomo único 
- 1 cromossomo circular (haploide) 
- sem revestimento proteico 
Fluxo da informação genética: 
- igual nas bactérias e em celulas eucariotas 
1- replicação do DNA 
2- RNA mensageiro a partir da transcrição 
3- RNA mensageiro traduzido nas proteínas 
*proteína se diferencia de acordo com a função: 
enzimática, estrutural 
- DNA de fita dupla é duplicado e gera duas fitas 
idênticas a original 
*no momento de duplicação pode ocorrer 
alterações genéticas/mutações que podem ter 
efeitos benéficos ou não 
- o próprio DNA carrega as informações para 
produção das moléculas importantes p/ o fluxo da 
informação genética 
Síntese de proteínas: 
- RNA mensageiro (transcrito) é traduzido nas 
proteínas pela ação do complexo ribossômico e 
os RNA transportadores que trazem os 
aminoácidos que estão no citoplasma da célula 
*os aminoácidos são específicos para cada 
transportador através dos códons (cada 3 bases 
equivale a um códon) 
*no RNA mensageiro: 3 bases são chamadas de 
códon 
*no RNA transportador: 3 bases são chamadas de 
anticódon 
- deve haver o pareamento de códons e 
anticódons 
- o complexo ribossômico se movimenta pela fita 
de RNA mensageiro e aminoácidos diferentes vão 
sendo adicionados – crescimento da proteína 
- quando a proteína fica pronta, a estrutura é 
desmanchada (complexo ribossômico se desfaz e 
RNA mensageiro é degradado) e a proteína 
produzida vai cumprir sua função (enzimática ou 
estrutural) 
DNA: 
- polímero de nucleotídeos: adenina, timina, 
citosina e guanina 
*nucleotídeos: compostos por uma pentose que 
está ligada a uma base nitrogenada e um fosfato 
associado 
*para o RNA a timina é substituída por uracila 
- dupla hélice associada a proteínas 
- espinha dorsal: desoxirribose-fosfato 
- fitas unidas por pontes de hidrogênio entre a 
AT e CG 
- fitas antiparalelas 
- na porção terminal 3 linha onde tem a hidroxila 
é adicionado o próximo nucleotídeo (crescimento 
da fita em direção a hidroxila) 
- a cadeia cresce no sentido de 5 linha para 3 
linha 
*start códon - metionina é sempre o início – 
onde está a hidroxila (AUG) 
*stop códon – não tem aminoácido 
correspondente 
*sequencia promotora – regula a expressão do 
gene 
*sequencia non sense – stop códon - não codifica 
nada 
Mutações: 
- mutações espontâneas: 1 a cada 108 (1 milhao) 
ciclos de replicação do DNA - raro 
- mutações induzidas: agentes mutagênicos – raio 
X, luz UV, substancias radioativas, agentes 
químicos, ácido nitroso, análogos de base (AZT) e 
aflatoxinas 
- seres vão evoluindo e os erros/mutações 
naturais que vão surgindo vão se perpetuando -> 
novas variantes – novas espécies devido as 
diferenças de bases causadas pelas mutações 
Identificando mutantes: seleção positiva (direta): 
- como detectar mutantes resistentes a penicilina? 
- quanto mais bactéria na cultura maior a chance 
de mutações acontecerem (mutações são raras 
portanto quanto mais bactérias, mais chance de 
detectar uma mutação) 
- colônias isoladas na placa – são as resistentes ao 
antibiótico 
- técnica de seleção positiva: coloca o antibiótico 
e as bactérias que crescerem na concentração 
alta é o mutante 
Seleção negativa (indireta): 
- como identificar mutante sensível a penicilina? 
- não utiliza um meio com antibiótico pois as 
sensíveis não cresceriam 
- colônias devem estar isoladas e se faz réplicas – 
carimbo – incubação – na placa sem antibiótico 
deve ter a mesma aparência da original e na placa 
com antibiótico se observa o crescimento apenas 
das bactérias resistentes 
Identificando carcinógenos químicos: Teste de 
Ames 
- muitos mutagênicos foram reconhecidos como 
carcinógenos 
Teste de Ames: 
- utiliza bactérias como indicadores de 
carcinógenos 
- identificar se é um bom conservante ou se é 
um mutagênico 
- mede a reversão dos auxotróficos para histidina 
da Salmonella (celulas His-mutantes que perderam 
a capacidade de sintetizar histidina) para celulas His 
+ após tratamento com mutagênico 
 - Salmonella deficiente de histidina – só cresce se 
adicionar histidina no meio de cultura 
- dois tubos com Salmonella deficiente em 
histidina: em um adiciona-se o mutagênico 
suspeito e em outro não adiciona 
- na placa controle e na experimental espera-se 
que a bactéria não cresça 
- se crescerem significa que as bactérias sofreram 
mutações p/ serem histidina + -> o composto 
não pode ser utilizado como conservante 
Outro experimento: 
- foi adicionado um mutagênico e no outro só 
agua 
- no mutagênico houve crescimento de muitas 
bactérias 
- no de agua somente de algumas mas não 
deveria crescer – porém houve uma mutação 
espontânea (colocou-se uma quantidade muito 
grande de bactérias então foi possível identificar) 
Regulação da expressão genica – Operon Lac 
(indutível): 
- Operon – controla a fermentação da lactose 
- operon é composto de proteínas, sequencia 
indutora e sequencia operadora – regulam a 
expressão do gene 
Operon bloqueado: 
- gene I se traduz na proteína repressora que se 
liga a região operadora – a RNA polimerase (faz a 
transcrição do RNA mensageiro) não vai 
conseguir exercer sua função -> nessa condição 
não há fermentação de lactose 
Operon desbloqueado: 
- controle do operon em presença de lactose 
(indução) 
- região inibidora, promotora e operadora livres e 
polimerase exercendo sua função 
- quando o indutor alolactose liga-se a proteína 
repressora, o repressor inativado não pode mais 
bloquear a transcrição 
*alolactose quando há lactose no meio atua 
bloqueando a proteína repressora de se ligar na 
região operadora 
- os genes estruturais são transcritos resultando 
finalmente na produção das 3 enzimas 
necessárias ao catabolismo da lactose 
(betagalactosidase – quebra lactose e permease 
– canais p/ entrada da lactose na célula e 
transacetilase – degradação da lactose) 
- operon é basicamente sequência de genes que 
vai ser ligada ou desligada e regulada em 
determinada situação 
Regulação da expressão gênica: 
- glicose é preferencialmente utilizado 
- glicose utilizada (operon desligado) -> fase lag -> 
ativação do Operon Lac -> utilização da lactose 
*fase lag: adaptação p/ passar de glicose p/ 
lactose 
*Operon só liga na ausência de glicose e 
presença de lactose 
Transferência genética e recombinação: 
- conjugação: ponte entre as celulas p/ passagem 
de genes 
- transdução: participação do bacteriófago que 
infecta uma bactéria e carrega um pedaço do 
gene da bactéria que infectou – transferido p 
uma outra bactéria – ao infectar uma nova célula 
o material genético é passado 
- transformação: bactéria morre, o conteúdo 
citoplasmático é liberado no meio e filamento 
liberado é absorvido pela célula 
Transformação em bactérias: 
- ocorre naturalmente entre poucos geneos: 
Bacilus, Hempophilus, Neisseria, Acinebacter, 
certos Strepetococcus e Staphylococcus 
- célula receptora em estado fisiológico que pode 
catar o DNA doador é descrita como competente 
- competência: alterações na parede celular que a 
torna permeável a moléculas grandes de DNA 
- E. coli não é naturalmente competente 
*plasmídeo conjugativo: possui informações 
necessárias para que o processo de conjugação 
aconteça 
*transposon: composto de sequencias de inserção 
que carregam genes de resistência a antibióticos 
– gene inserido na bactéria receptora 
Transdução especializada: 
- profago existe em hospedeiro que utiliza 
galactose (contendo gene gal) 
- o genoma do fago excisa carregando com ele o 
gene gal adjacente do hospedeiro 
- o fago matura e a célula lisa liberando fagos 
com o gene gal 
- o fago infecta uma célula que não utiliza a 
galactose (sem o gene gal) 
- junto com o profago o gene bacteriano gal se 
integra ao DNA de novohospedeiro 
- a célula lisogênica pode agora metabolizar a 
galactose