Tecnologia Bioquímica - Procariotos

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16/08/2021 Tecnologia Bioquímica
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Tecnologia Bioquímica
Módulo 2 - Procariotos
Células:
• Fonte de genes para biotecnologia (nativos); → Kollagenase → microrganismo 
sem clonagem, utilizam um Clostridium spp. produz de maneira anaeróbica uma 
colagenase que é utilizada numa pomada;
• Vetores para clonagem de outros genes;
Procariotos
Bactérias:
• Como o nome prediz bacteriologia é o estudo de bactérias, que são organismos 
procariotos de células individuais que não possuem núcleo verdadeira;
• Algumas bactérias absorvem nutrientes do meio ambiente circundante e 
algumas produzem seu próprio nutriente por fotossíntese;
• Algumas bactérias estão livres no ambiente, enquanto outras permanecem 
aderidas;
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• Unicelulares
• Exceto os actinomicetos → bactérias de importância biotecnológica, grandes 
produtos de metabólitos, vários antibióticos; mistura de bac + fungo; 
aspecto de fungo na placa, mas com características de bactérias;
• Material não envolto em MC;
• Nutrição autótrofa, heterótrofa ou fotossíntese;
• Podem apresentar apêndices móveis → flagelos.
• Apresentam parede celular composta de um carboidrato complexo: 
peptidioglicano;
• Reprodução por fissão binária;
Arqueobactérias:
• Células procariontes, morfológica e fisiologicamente variadas;
• Ambientes extremos;
• Desconhece que produzam doenças em humanos;
• Se possuem parede celular, não são compostas por poptidoglicanos;
• Dividem-se em três grupos principais:
→ Metanogênicas: produzem metano, vivendo apenas em ambientes 
anaeróbios como pântanos e intestino de ruminantes;
→ Halofílicas extremas: vivem em ambientes muito salinos → Great Salt Lake, 
Utah; Mar Morto;
→ Termofílicas extremas: habitam águas quentes e sulforosas (fontes termais).
Biotecnologicamente é interessante como a TAQpolimerase → poucas realizam esse 
tipo de trabalho → resistir a processos industriais; altas temperaturas; continuando 
ativas;
Processos químicos → substituição por processos biológicos → produzem menos 
resíduos ou resíduos mais brandos de serem tratados;
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Nativos e vetores:
Escherichia coli
• Gram -
Vetor em biologia molecular:
• Simplicidade genética: Bactérias tornam ferramentas úteis para pesquisa 
genética devido ao seu tamanho de genoma relativamente pequeno comparado 
aos eucariotos. As suas célula possuem cerca de 4.400 genes, enquanto o 
projeto do genoma humano determinou que os seres humanos possuem 
aproximadamente 30.000 genes;
 
• Segurança: encontrado em tratos intestinais de humanos e animais. onde 
ajudam a fornecer nutrientes (vit K e B12) ao seu hospedeiro. Existem 
linhagens que produzem toxinas ou causam infecções quando ingeridas 
(O157:H7), mas é geralmente relativamente inócua se manuseada com 
higiene razoável;
 
• Capacidade de hospedar DNA exógeno: A maioria das técnicas de 
clonagem de genes foram desenvolvidas usando essa bactéria e ainda são 
mais bem-sucedidas ou eficazes em E. coli do que em outros 
microrganismos. Como resultado, a preparação de células competentes 
(células que absorverão DNA exógenos) não é complicada. As 
transformações com os outros microrganismos geralmente são menos 
sucedidas.
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• Taxa de crescimento: costumam crescer muito mais rápido que os organismos 
mais complexos. E. coli cresce rapidamente a uma taxa de uma geração por 
vinte minutos em condições de crescimento típicas. Isso permite a preparação 
de culturas de fase logarítmica. Um crescimento mais rápido também significa 
melhores taxas de produção quando as culturas são usadas em processos de 
fermentação em escala;
 
• Genoma bem compreendido: Foi o primeiro genoma a ser completamente 
sequenciado em 97, logo, foi o mais estudado. O conhecimento avançado 
de seus mecanismos de expressão de proteínas torna mais simples a 
utilização para experimentos para expressão de proteínas exógenas;
Importante → as proteínas recombinantes obtidas em E. coli não possuem 
as modificações pós-tradução (PTMs) que estão presentes na maioria das 
proteínas eucarióticas; A glicosilação é o PTM mais comum, mas muitos 
outros como a formação de ligações de dissulfeto, fosforilação e 
processamento proteolítico podem ser essenciais para a atividade biológica. 
PTMs desempenham um papel crucial na conformação de proteínas, 
processamento, estabilidade, atividade biológica final, segmentação de 
tecido e imunogenicidade da proteína; portanto, a versão deficiente de 
PMT pode ser insolúvel, instável ou inativa.
Outros vetores estão sendo estudados, um dos principais é o Bacillus spp. que é 
GRAM +;
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Cianobactérias
• Fazem fotossíntese;
• Organismo de interesse biotec; Menos gastos;
• Nativas como modelos de hospedagem;
• Na última década, avanços significativos foram feitos com o objetivo de tornar 
as cianobactérias mais eficientes como "biofábricas" de células microbianas, e 
para algumas se alcançou produtos químicos como o etanol, sacarose, 
isobutanol, lactato e 2,3-butanodiol.
• São menos eficientes do que células como aquelas baseadas em E. coli e 
Saccharomyces cerevisiae;
• Taxa de absorção de glicose de E. coli e Saccharomyces cerevisiae pode 
atingir 900~2700 mg/h, enquanto a cianobactéria tem taxa de fixação de 
CO2 dentro da faixa de 3,5~24,1 mg/h;
Microalgas (normalmente nativas)
• Microalgas são pequenas fábricas e renováveis, sustentáveis;
• São fontes econômicas de biocombustíveis, medicamentos bioativos e 
ingredientes alimentares. Microalgas são úteis em mitigação de CO2 elevado 
nível e tratamento de resíduos de água.
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