04 Elementos genéticos móveis

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04 Elementos genéticos móveis
Referência:  
Zaha,Arnaldo;Ferreira,HenriqueBunselmeyer;Passaglia,LucianeMariaPereira.BiologiaMolecularBásica.Porto
Alegre:Artmed, 2014.ISBN9788582710579.
Plasmídeos:
unidades genéticas acessórias, presentes na maioria das bactérias;
vírus que infectam bactérias (bacteriófagos); plasmídeos; ilhas 
genômicas (genomic islands, Gls); elementos integrativos e conjugativos 
(ICEs); sequências de inserção (ISs); transposons (Tns); integrons e 
elementos de transposição com repetição invertida em miniatura 
(MITEs).
eles podem codificar funções importantes para a sobrevivência da célula 
hospedeira, como a resistência a antibióticos;
tbm podem danificar as bactérias, como no caso de bacteriófagos 
virulentos, que podem destruir a célula hospedeira;
podem viabilizar a transferência de DNA entre bactérias com diferentes 
constituições genéticas -> transferência horizontal -> confere grande 
plasticidade aos genomas;
transferência vertical se dá durante a reprodução da célula;
elementos genéticos extracromossômicos com capacidade de replicação 
autônoma, que não possuem uma forma extracelular;
a maioria é formada por moléculas de DNA de fita dupla circulares;
podem se autoreplicar -> replicons, multiplicam-se independentemente do 
cromossomo bacteriano;
tamanho varia de 1 a 1000 kb (quilobases);
a sequência nucleotídica normalmente tem pouca ou nenhuma homologia 
com o cromossomo da célula hospedeira ->podendo ser considerados 
elementos estranhos à bactéria;
Funções 
Sociais ou fisiológicas: propriedades de natureza bioquímica que são 
fundamentais para a adaptação das bactérias a diferentes ambientes, 
permitindo a sua colonização;
Resistência à antibióticos:
os plasmídeos (ou fatores) R conferem resistência a antibióticos e outros 
agentes antibacterianos, como metais pesados;
principais responsáveis pelo surgimento de bactérias patogênicas 
resistentes a agentes terapêuticos antimicrobianos, utilizados no 
tratamento de doenças infecciosas;
os genes de resistência codificam enzimas que: 
inativam ou degradam classes específicas de antibióticos;
alteram a permeabilidade da célula a essas drogas.
um plasmídeo R pode determinar a resistência de um único 
antibiótico ou de vários -> o R100 (89,3kb) possui genes que 
conferem resistência a sulfonamidas, estreptomicina, ácido fusídico, 
cloranfenicol, tratraciclina e mercúrio;
Plasmídeos conjugativos:
possuem genes de transferência (ou tra.) que possibilitam sua 
transferência de uma célula para outra;
conjugação bacteriana: processo onde os produtos dos genes tra 
promovem o contato íntimo entre as células e a transferência do 
plasmídeo de uma célula doadora para outra receptora;
podem facilitar a transferência de outras moléculas de DNA, que podem 
ser outros plasmídeos (não-conj) co-residentes na mesma célula, ou o 
próprio cromossomo da célula doadora;
Bacteriófagos/Fagos
epissomos: plasmídeos que podem tanto replicar autonomamente, como 
ser mantidos como parte do cromossomo bacteriano;
vírus que infectam bactérias;
não possuem maquinaria metabólica própria, então não se multiplicam sem 
um hospedeiro;
em muitos aspectos, podem ser considerados como elementos genéticos 
extracromossômicos transmissíveis, que ganharam a capacidade de 
sintetizar um envoltório proteico (capsídeo);
os genomas podem ser de DNA circular fita dupla, DNA linear fita dupla, RNA 
fita simples ou dupla;
tamanho varia muito;
os que são restritos a E.coli são chamados de colifagos e podem ser 
virulentos (que se multiplicam dentro da célula hospedeira e origina vários 
fagos que são liberados após a lise celular) ou temperados (que pode 
integrar-se no genoma bacteriano, formando uma linhagem lisogênica, ou 
entrar em ciclo lítico, como fago virulento);
TRANSDUÇÃO MEDIADA POR FAGOS
Transdução: transferência de pequenos segmentos de DNA do 
cromossomo bacteriano de uma célula para outra, realizada por certos 
fagos que atuam como vetores naturais;
Transdução generalizada: durante a multiplicação do fago, uma 
pequena quantidade de DNA do cromossomo bacteriano pode ser 
empacotada no lugar do genoma viral. -> capsideo atua como vetor na 
transferência do segmento de DNA cromossomal;
Transdução especializada: envolve fagos que se integram em sítios 
específicos do genoma bacteriano, como o fago Lambda -> a integração 
do genoma do lambda no cromossomo da célula hospedeira ocorre por 
recombinação sítio-específica, na região entre os operons bio e gal do 
genoma de Ecoli, no sítio att (reversível);
quando ocorre excisão do genoma do fago, ocasionalmente é 
produzido um fago com genoma defectivo, como parte do seu 
cromossomo substituído por um segmento de DNA da bactéria, que 
são adjacentes ao sítio att.
Elementos de transposição
elementos genéticos móveis constituídos, essencialmente, por genes 
codificando enzimas conhecidas como transposases, flanqueados por 
sequências de DNA terminais específicas;
Estrutura geral:
Integrons
Geração de novos elementos de DNA e novas espécies 
resistentes
Transposição de DNA e surgimento de linhagens bacterianas resistentes a 
antibióticos:
em bactérias, os transposons podem portar genes de resistência a 
antibióticos, logo, serem elementos importantes na propagação da 
resistência -> associa-se isso ao surgimento de diversos agentes 
patogênicos oportunistas resistentes a múltiplas drogas;
elementos genéricos que permitem a captura e expressão de genes 
exógenos;
consistem em 3 elementos: 
o gene que codifica uma tirosina recombinase (integrase, codificada 
pelo gene intl) -> necessária para a recombinação sítio-específica no 
integron;
o sítio adjacente de recombinação (attl) que é reconhecido pela 
integrase;
promotor (Pc), localizado a montante (upstream) do sítio da integrase, 
necessário para a eficiente transcrição e expressão do cassete de genes 
presente no integron;
o grande uso de antibióticos favore o aumento de resistência por integrons 
móveis;