Genética Bacteriana

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Genética Bacteriana 
Gabriella Chefer -104 
 
• Toda informação genética necessária a vida está armazenada no material genético de 
um indivíduo 
• A informação genética pode ser usada de duas formas entre as gerações de celulas 
(replicação) e no interior de uma célula ( expressão gênica) 
 
DNA 
• È um filamento duplo de uma cadeia de polinucleotideos 
• Bases complementares (A-T, C-G) = Adenina e Timina citosina e guanina 
 
RNA 
• É um filamento único 
• RNA (mensageiro) 
• O açúcar è uma ribose 
• Bases complementares = substituição da tímina por uracila 
• Para a produção da proteina è necessário RNA mensageiro, RNA ribossomal (tradução) 
RNAt transportador 
 
Armazenamento da informação genética bacteriana 
• As informações essenciais estão contidas no material do tipo cromossômico 
• As informações extras estão contidas no material do tipo extra cromossômico (ou 
plasmideos) 
 
Material do tipo cromossômico 
ü DNA do tipo circular 
ü Nucleoide 
ü Haploide 
ü Replicação semi- conservativa 
ü Tamanho variável 
ü Mycoplasma spp-580 kbp – 475 - genes potenciais. Não possui parede celular, è 
intracelular obrigatório 
ü E.coli – 4639 kbp – 4288 genes potenciais. 
OBS Genes potenciais = capacidade de carrear informações que podem ser expressas em uma 
proteina 
ü Organização em Operons= são estrutuas típicas de bactérias que permitem-nas 
expressarem a informação genética de forma particular e otimizada 
ü Há uma Participação das proteínas, condensando o material dentro da célula bacteriana 
 
Material do tipo extracromossomico (plasmideos) 
ü DNA de fita dupla circular 
ü Replicação idependente do cromossomo 
ü Não è essencial para a sobrevivência da celula sob condições não restritivas 
 
 
Expressão Gênica 
 
• O filamento em azul representa DNA, em um modelo semi conservativo, uma dessas fitas 
começa a ser transcrita pela RNA polimerase. A timina começa a ser substituída pela 
uracila e a partir do momento em que o RNA mensageiro começa a ser produzido, tem-
se a primeira etapa da expressão genica. Após a formação do RNAm, tem a leitura dele 
pelo RNA ribossomal com a participação do RNAt, produzindo a cadeia de polipeptìdeos. 
 
Conceitos importantes 
• Gene é um segmento de DNA que contém a informação necessária para codificar uma 
proteina. 
• Operon è uma organização estrutural típica de genomas procariòticos, na qual duas ou 
mais sequências codificadoras de produtos genicos estão sob o controle transcricional 
de um mesmo conjunto de sequências reguladoras. Em um operon, as sequencias 
codificadora são transcritas em um único RNA, chamado de mRNA policistronico 
• Promotor è uma sequência especifica de DNA reconhecido pela RNA polimerase. 
• Operador è uma sequência especificado DNA reconhecida pelas proteínas. 
• Região codificadora è uma porção do gene que inclui sequência que serão transcritas e 
traduzidas em proteínas,Terminados è uma sequência de DNA que marca o final da 
transcrição do gene ou operon 
 
Regulação Gênica 
• Vai regular se um gene vai ser expresso, se vai ser trazido ou transcrito. 
• Genes consecutivos x Genes regulados 
o Genes consecutivos = são genes que precisam estar constantemente ativados, ou 
seja, são constantemente expressos, o produto desses genes estão relacionados 
a questões nutricionais, metabólica (viabilidade da celula) 
o Genes regulados= pode ser ativado ou não. Esse genes vão estar relacionados às 
condições e componentes do meio 
• Sistema de repressão e indução 
o Repressão= a atividade de determinado gene vai ser reprimida, ou seja, o gene 
que estava ativado passa a ficar desativado. A linha vermelha representa o número 
de bactérias que estão metabolicamete ativa, a linha preta indica a producao de 
proteínas, e na linha azul è a expressão de enzimas que estão relacionados com 
a síntese de aminoácido chamado arginina 
§ Arginina è um aminoácido essencial para a função metabólica 
o Indução = o gene que estava inativo passa a ser ativo. As celulas estão 
metabolicamente ativas. Em azul, mostra que foi adicionado uma lactose, e então 
o gene foi ativado para a producao da enzima beta galactosidase que vai degradar 
a lactose 
 
 
• Indução OPERON LAC 
o O gen inibidor foi transcrito e traduzido e a proteína repressora foi produzida que 
vai se ligar na região operadora. Logo há um bloqueio Físico 
o A região promotora que è reconhecida pela rna polimerase no processo de 
transcricao. 
o E tem genes relacionados a informação genética a ser codificada (Lac z, Lac y e 
Lac a ) vão expressar uma enzima ou proteina que vai ser utilizada na 
metabolização da lactose 
o Na ausência da lactose não há produção de componentes desnecessários 
o Na presença da lactose no meio permite que a proteina repressora se ligue a essa 
lactose deixando livre a região operadora (de forma inativa). Quando a RNA 
polimerase se liga a região promotora há transcricao e consequentemente a 
tradução, resultando na produção das enzimas 
o È necessário a ação das enzimas beta galactosidase, permeasse e transacetilase 
para que a lactose seja metabolizada 
o Na forma do operon permite a leitura, tradução e transcrição simultânea desses 
genes uma vez que os componentes agem de forma conjunta 
 
Repressão Operon trp 
 
Na ausência do triptofano 
• Para a produção do triptofano è necessário 5 genes (e,d,c,b e a ). Esses genes que estão 
sendo expressos, estarão ativos. Logo não há nada ligado na região operadora. 
• Então o gene R não esta produzindo o componente repressor (ativo) e não está ligado 
a região operadora, logo o RNA polimerase faz a leitura dos genes, transcreve, e a 
tradução acontece e o triptofano è produzido no final, uma vez que ele è essencial a 
vida. 
Na presença do triptofano 
• O triptofano nesse modelo è considerado um co repressor, ou seja, ele vai se ligar a 
proteína repressor de forma que a ligação tenha afinidade pela região operadora. 
Havendo um bloqueio Físico, impedindo que a RNA polimerase transcreva os genes logo, 
a bactéria para de produzir as 5 proteínas e passa a usar o triptofano que “foi dado de 
graça”. Então a bacteria economiza energia. 
 
Mecanismos de variabilidade genética 
 
Como os organismos evoluem ? 
• Alterações genotipicas são importantes para gerar variabilidade e contribui, assim, para 
o processo de evolução dos micro-organismos. 
Evolução requer variabilidade 
• Face a uma mudança brusca no meio ambiente, as bactérias e outros micro-organismos 
possuem um conjunto de mecanismos geradores de alterações genéticas que conduzem 
a variantes, fornecendo-lhes assim a possibilidade de contornar situações que ponham 
em risco a sua sobrevivência. 
 
Mecanismos de transferência de material genético 
Ø Permite uma melhor adaptação a celula 
Ø Transformação = a celula bacteriana adquire um material genético exógeno de uma 
bacteria morta 
• È um processo pelo qual o DNA livre è incorporado em uma célula receptora 
• Requerimentos para a transformação 
o Bactérias tem de ser transformavel 
o Células em estado de competência 
o Presença de DNA livre no meio 
 
Conjugação= envolve a participação de 2 bactérias vivas e metabolicamente ativas que vão 
compartilhar a informação genética do tipo extracromossomal (principalmente de resistência ). 
• È um Processo de transferência de DNA que requer o contato entre as duas celulas. 
• Requerimento 
o Contato entre as celulas 
o Envolve uma célula doadora que possui plasmideo conjugativo (fator de 
fertilidade) e uma célula receptora 
o Em E. coli, a célula doadora è denominada F+ e a receptora de F- 
o Envolve uma estrutura chamada pilus sexual que vai unir as duas celulas. Após 
estabilizar ocorre uma fusão destas membranas e vai haver a passagem dos 
plasmideos da celula doadora para a receptora. Após esse processo, inicia a 
transferência. Como ele è uma fita dupla, conforme ele vai sendo passado para a 
celula receptora ele vai sendo auto duplicado, formandouma fita dupla. No final, 
o saldo è de duas celulas F+ que possuem o fator de fertilidade 
 
Transdução = envolve a participação de virus que infectam as bactérias chamados de 
bacteriòfagos. 
• È a transferência de DNA de uma celula para outra por meio da ação de um virus 
• A partir do momento em que o virus coloca o seu material genético dentro da célula, 
alterando o gerenciamento fazendo com que a celula passe a ter funções virais. 
• No final, ao liberar o bacteriofago pode ter material genético do hospedeiro (bacteriana). 
 
Obs pode haver um compartilhamento genético entre espécies diferentes. 
 
No laboratório.. 
• Os testes genotipicos e fenótipicos servem para indentificacao de microrganismos 
• No teste genotipico a informação genética pode avaliar um perfil de resistência 
bacteriana, identificar qual bactérias, procurar diferentes genes 
• O teste fenotípico se baseia na expressão do microorganismo forma como a bacteria 
cresceu 
• Avalia-se se è grã positiva ou negativa, esférica, organização celular, presença de 
pigmento ou não, mucoide, se fermenta 
 
Informação genetica em bactérias 
• Diagnóstico celular 
• Bactérias não cultivaveis ou pouc cultiváveis 
• Desenvolvimento de técnicas com elevada sensibilidade e rapidez nos resultados 
• Capacidade de esporulação 
• Resistência antimicrobiana