T9,T10eT11GenéticaMicrobiana

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(1)21/10/2011. GENÉTICA MICROBIANA. Genética microbiana: hereditariedade e mutações e transferência de genes e recombinação.  Importância  compreender como funciona alguns antibióticos  desenvolver novas armas contra as doenças. Prof. Paulo Henrique Grazziotti Microbiologia do Solo. p de alterações ç  resistência a antibióticos é dependente genéticas  doenças emergentes  alterações genéticas em algum organismo. 1- Estrutura e Função do Material Genético  Definições  Genética  como eles transportam p a informação; ç ;  como são replicados e passados para as gerações subseqüentes ou transmitidos entre os organismos  como a expressão da sua informação determina características particulares nos organismos. Açúcar. Adenina (A). OO. P O-. O. O. CH2 H. H. H. OH. H. N .......H N. CH3. H ... O. N. N. H. Timina (T). H. N. H. N. N O. H. Nucleotídeo adenina. Açúcar. H. H. Fosfato. H. OH. H. H. H. H2C. O. OO. P. O. O-. Nucleotídeo timina. A. G A. Esqueleto de açúcar-fosfato C. A G. G T. C.  longas fitas torcidas de nucleotídeos. Dupla hélice, fitas complementares. - Pares de bases  Adenina – Timina Citosina – Guanina.  Código Genético  determina como uma seqüência de nucleotídeos é convertida na seqüência de aminoácidos de uma proteína.. Legenda:. A. Timina (T) Adenina (A). T.  Cromossomos.  é sua composição genética, genética a informação que codifica todas as características particulares do organismo.. T. T.  são segmentos de DNA (alguns vírus, RNA) que codificam os produtos funcionais..  Genótipo. T C.  transportam fisicamente a informação hereditária; contêm os genes.  Genes.  estuda o que são os genes;. Fosfato.  Cromossomos. A G. Citosina (C). C G. C T. Dupla hélice de DNA. A. Guanina (G) Açúcar desoxirribose Fosfato Ponte de hidrogênio.  Fenótipo  é a manifestação do genótipo. Refere-se as propriedades reais, expressas.. 1.

(2) 21/10/2011.  OBS  bactérias possuem um único cromossomo circular constituído de uma única molécula de DNA, fixado em vários pontos da membrana  DNA da E. E coli : (Fig. (Fig 8.1 8 1 Tortora et al., al 2000). DNA da E. coli : (Fig. 8.1 Tortora et al., 2000). - 4 milhões de pares de bases - 1 mm de comprimento  1.000X > que a célula - 10% do volume da célula. Fita mãe.  Replicação do DNA. C. Legenda:.  uma molécula de DNA “mãe” de dupla fita é convertida em duas moléculas “filhas” idênticas.. A. C. G. Timina (T) Adenina (A). A. T G. Citosina (C). C C. Guanina (G). G A. Açúcar desoxirribose.  bases complementares  uma fita atua como molde. A G.  Forquilha de replicação. C. G. G.  ponto em que o DNA é desenrolado e a replicação ocorre.. T. T. Forquila de replicação. C T G C. C. A. T. A. Nucleotídeo A. A. T. T. T. G T. Fita mãe. G T. A G.  cada dupla nova de fita contém uma fita original.. A C. G.  Replicação semiconservativa. T. T. A C. C A. Fita filha. A. G. C. Fita filha se formando. C C. G A. Fita mãe. Replicação do DNA.  DNA polimerase. As enzimas desenrolam 1 a dupla hélice parental. Proteínas estabilizam o 2 DNA parental desenrolado. DNA polimerase.  as fitas de DNA pareadas estão orientadas em di direções õ opostas. t (Fig. 2.17 Tortora et al., 2000) RNA polimerase.  Isto é necessário para que as bases pareadas possam ter seqüência uma junto à outra.. T. Fosfato Ponte de hidrogênio A.  enzima responsável de unir um novo nucleotídeo alinhado na fita de DNA em crescimento.. Fita mãe. G. T. Fita parental 4 A fita complementar é sintetizada de modo descontínuo. A RNA polimerase sintetiza um primer de RNA curto, que então é ampliado pela DNA polimerase. A fita lider é sintetizada 3 continuamente pela DNA polimerase. Primer de RNA DNA polimerase DNA polimerase 5 A DNA polimerase digere o primer de RNA e o substitui por DNA. DNA ligase. 4 A DNA ligase une os fragmentos descontínuos da fita complementar.  Etapas da replicação do DNA. 2.

(3) 21/10/2011. Replicação do DNA Bacteriano. Fluxo da Informação Genética ENTRE AS GERAÇÕES. NO INTERIOR DE UMA CÉLULA. DNA Célula mãe. Origem da replicação Forquilha de replicação Fita parental Fita filha Forquilha de replicação. DNA. Replicação. Transcrição. A célula se divide. é bidirecional. Término da replicação. RNA. Tradução. Proteína.  duas forquilhas de replicação começa em um local único – Origem de replicação.. A célula realiza metabolismo e cresce. Células filhas.  a fixação do DNA na membrana assegura que cada célula filha receba uma cópia da molécula de DNA.. 2- RNA e Síntese Protéica  a informação no DNA é usada para fazer as proteínas que controlam as atividades da célula. Expressão Genética. Transcrição. DNA.  RNA mensageiro (mRNA)  transporta a informação codificada para produzir proteínas do DNA aos ribossomos.  RNA ribossômico  forma uma parte integral dos ribossomos, a maquinaria celular para a síntese protéica.. Tradução. mRNA. Proteína.  Transcrição  é a síntese de uma fita complementar de RNA a partir de um molde de DNA. Enzima, RNA polimerase DNA  RNA GC CG TA.  RNA de transferência  também está envolvido na síntese protéica.. AU.  a transcrição produz cópias de curta duração dos genes, usadas diretamente na síntese protéica.  Etapas do processo de transcrição. 3.

(4) 21/10/2011. TRANSCRIÇÃO.  Tradução  é a decodificação da “linguagem” dos ác idos nucléicos e a conversão daquela informação na “linguagem” das proteínas.. DNA Transcrição. mRNA. Promotor (Início do gene). Tradução Proteína. Nucleotídeos de RNA. RNA polimerase. A RNA polimerase liga-se ao 1 promotor, e o DNA se desenrola no início de um gene.. G. SÍNTESE PROTÉICA.. A C. RNA. O RNA é sintetizado por um 2 pareamento complementar de bases dos nucleotídeos livres com as bases nucleotídicas na fita molde do DNA.. Fita mole de DNA. RNA. O local de síntese move-se 3 ao longo do DNA; o DNA que foi transcrito se enrola novamente.. G. C.  A seqüência de códons no RNA determina a seqüência de a.a. na proteína..  Códon Terminador (Término do gene). A transcrição atinge o 4 terminador..  grupo de três nucleotídeos, que codifica para um a.a. em particular.  64 códons possíveis e somente 20 a.a., vários códons alternativos. Ex.: AAA e AAG  lisina. O RNA e a RNA polimerase 5 são liberados e a hélice de DNA forma-se novamente.. - Degeneração do código  permite que ocorram mutações sem afetar a síntese protéica. - Anticódon  seqüência de 3 bases presente no tRNA que é complementar ao códon.. - Códons sense  codificam a.a.. São 61. Ex.: AUG  metionina e start (códon de iniciação) GGC  glicina. - Códons nonsense  (stop códons ou códons de parada)  assinalam o fim da síntese da molécula de proteína, são eles: UAA, UGA e UAG  o local de tradução é o ribossomo, e as moléculas de tRNA reconhecem os códons específicos e transportam os aminoácidos requeridos..  o ribossomo dirigi a ligação ordenada do tRNA ao códon e monta os a.a., produzindo a proteína  Usua Usualmente e te há á uma u a série sé e de ribossomos bosso os u unidos dos a u um mRNA, em diferentes estágios de síntese protéica.  Etapas do processo de tradução. Tradução DNA Transcrição. mRNA. Subunidade ribossômica. U A UG. tRNA. UAC AU G UU A. Códon de iniciação. mRNA. C. mRNA. 2o códon. 1 2 C UA. U A C A AU AU G UU A. 4. O ribossomo se move ao longo do mRNA. mRNA. 5 O ribossomo se move ao longo do mRNA até que o segundo tRNA esteja no sítio P, e o processo continua.. A. U. G. 3. UUA. mRNA. 6 O ribossomo continua a se mover ao longo do mRNA, e novos a.a. são adicionados ao polipeptídeo.. Polipeptídeo liberado Ligação peptídica 3. mRNA A AU A U G UU A. Nova proteína. mRNA Códon de parada 3 O lugar no ribossomo onde o primeiro tRNA se estabelece é denominado sítio P. No sítio A, o ponto seguinte, o segundo códon de mRNA faz par com um tRNA que transporta o 2o a.a... Cadeia polipeptídica em crescimento 2 1 4 5. 3. AUG. uma tRNA 2 No ribossomo montado, transportando o 1o a.a. é pareado com o códon de iniciação no mRNA. Um tRMA transportando d o 2o a.a. se aproxima. i. Sítio A. 1 2. A AU. tRNA liberado. Forma-se ligação peptídica 2. Ribossomo. Anticódon. Subunidade ribossômica. 1. UA. A C. 1 Os componentes necessários para iniciar a tradução são reunidos.. Sítio P. o 2 2 a.a.. 1. Tradução. Proteína. Tradução (continauação). Sítio P. 1o a.a.. 1. o o 4 O 1 a.a. une-seo ao 2 por uma ligação peptídica, e o 1 tRNA é liberado.. 7 Quando o ribossomo atinge o códon de parada, o polipeptídeo é liberado. mRNA 8 Finalmente, o último tRNA é liberado, e o ribossomo se separa. O polipeptídeo liberado forma uma nova protéina.. 4.

(5) 21/10/2011.  Tradução nos procariotos. DNA RNA Proteína.  como o mRNA é produzido no citoplasma, a tradução pode começar antes que a transcrição esteja completa. Transcrição Tradução. 0,25 m. Direção da transcrição. RNA DNA polimerase. Polirribossomo Ribossomo mRNA Direção da tradução. 3- A Regulação da Expressão Gênica Bacteriana.  Genes constitutivos.  reações metabólicas são catalizadas por enzimas.  maioria (60 a 80%), seus produtos são constantemente produzidos em uma velocidade fixa. AS ENZIMAS SÃO CONSTITUTIVAS..  a inibição por retroalimentação interrompe as enzimas que já foram sintetizadas.  Genes que codificam para enzimas que são requeridas em grande quantidade..  Muitas proteínas são enzimas usadas no metabolismo  Como a síntese de proteínas requer grande gasto de energia (ATP), a regulação desta é importante para a economia energética celular. Ex.: as da glicólise.. 3.1 - Repressão e indução  regulam a transcrição do mRNA e controlam a formação e as quantidades de enzimas na célula, e não a atividade das enzimas.  Repressão  inibe a expressão gênica e diminui a síntese das enzimas  é uma resposta à abundância de um produto final de uma rota metabólica - Proteínas repressoras  bloqueiam a capacidade da RNA polimerase de iniciar a transcrição dos genes reprimidos.  Genes não constitutivos  são regulados..  Indução  ativa a transcrição de um gene ou genes  é uma resposta à abundância de um produto final de uma rota metabólica - Indutor  substância que induz a transcrição de um gene - Enzimas induzidas ou induzíveis  são sintetizadas. na presença de indutores. Ex.: -galactosidase requerida para o metabolismo da lactose na E. coli. 5.

(6) 21/10/2011. 3.2 - O Modelo Operon de Expressão Gênica  Jacob e Monod (1961)  formularam o modelo de regulação da síntese protéica, baseados no catabolismo da lactose em E. coli  Operon  genes estruturais, mais o conjunto de sítios promotores e operadores p p que q controlam a síntese de proteínas. Ex.: operon lac, 3 genes estruturais e as regiões de controle adjacentes  Genes estruturais  determinam as estruturas das proteínas (enzimas)  Promotor  é a região do DNA onde a RNA polimerase inicia a transcrição.  Operon lac (OPERON INDUTÍVEL)  promotor (P), operador (O), genes estruturais: (Fig. 8.11 Tortora , 2000) - -galactosidase (gene Z)  divide a lactose em dois açúcares simples - Permease (gene Y)  envolvida no transporte da lactose para dentro da célula - Transacetilase (gene A)  metaboliza dissacarídeos que não a lactose - Gene I  gene regulador que codifica para a proteína repressora e está junto ao operon lac.  Operador  sinalisa para parar ou prosseguir com a transcrição dos genes estruturais. Operon lac. Operon Região de controle. I. DNA. P. O. P. O.  Controle do Operon lac na presença da lactose e glicose (Fig. 8.12 Tortora , 2000). Genes estruturais. Z. Y. A. Y. A. Gene regulatório. I. DNA. RNA polimerase. Z.  na ausência da glicose o AMP cíclico (AMPc), substância derivada do ATP, é sintetizado e se liga a proteína ativadora de catabólitos (CAP). Transcrição mRNA repressor Proteína repressora Tradução. I. DNA. P. Z. O. Y.  a glicose inibi a síntese do AMPc impedindo a transcrição. A Transcrição Tradução. Proteína repressora inativada Permease. Moléculas de alolactose (indutoras). Operon mRNA. Transacetilase.  -galactosidase. Taxa de crescimento de E. coli com glicose e lactose Crescimento com glicose ou lactose isoladas. Crescimento com glicose e lactose combinadas. Tempo. Células, log. Células, log. Glicose. Glicose usada a. Glicose esgotada. Lactose.  este complexo se liga ao promotor, condição está requerida para a transcrição mesmo na presença da lactose. Fase lag. Lactose usada.  Repressão catabólica  inibição do metabolismo das fontes alternativas de carbono pela glicose  Operon Repressíveis  o repressor requer a presença de uma molécula pequena denominada CO-REPRESSOR, que auxilia o repressor a se unir ao gene operador. Ex.: síntese de enzimas envolvidas em rotas biossintéticas. Tempo. 6.

(7) 21/10/2011. Sem repressor: RNA polimerase Legenda: P = Promotor O = Operador. P. O. 4- Mutações  alterações na seqüência de bases do DNA. Gene estrutural.  alterações no produto codificado por aquele gene. Ex: resistência a antibióticos, patogenicidade, etc.. A transcrição começa. com repressor:. RNA polimerase. P. P. - Enzima E i  torna t iinativa, ti < ou > ativa, ti ou outra t atividade. Repressor.  letal, desvantajosa, benéfica ou indiferente. Gene estrutural. - Mutações silenciosas (neutras)  geralmente quando ocorre a substituição do terceiro nucleotídeo de um códon, ou a função da proteína não é alterada (a.a. semelhantes). Repressor. Gene estrutural. Substituição de Bases. 4.1 - Tipos de Mutações  Substituição de bases (Mutação de ponto). 1. DNA mãe. Durante a replicação do DNA, uma T é incorporada à G oposta por engano. Replicação.  envolve um par de bases. DNA filho. AT  GC ou CG  GC (Fig. 8.13 Tortora , 2000) DNA filho. 2 Na próxima etapa da replicação, a A fa faz par com a no nova T, aT levando a um par A  T em lugar do par GC original. DNA filho Replicação. DNA neto Quando o mRNA é transcrito a partir do U G DNA contendo esta U substituição é produzido um códon que, durante a tradução codifica um aminoácido diferente, tirosina ao Cisteína invés de cisteína. 3 mRNA. U. U. G. U. Cisteína.  Mutação missense  resulta na substituição de um a.a. na proteína DNA. A. Cisteína. G. U. Tradução Cisteína.  Mutação nonsense  cria um códon de parada (códon nonsense). Transcrição. mRNA. mRNA. Tradução. Tradução Lys. Phe. Gly. Parada. a) DNA normal. Seqüência Met de a.a.. Lys. Phe. Gly. Parada. a) DNA normal DNA. DNA. mRNA. mRNA Seqüência Met de a.a.. Transcrição U. DNA. Transcrição. Seqüência Met de a.a.. U. Lys. b) Mutação missense. Phe. Ser. Parada. Met Parada. b) Mutação nonsense. 7.

(8) 21/10/2011.  Mutações de troca de fase de leitura (frameshift)  um ou alguns pares de nucleotídeos são retirados ou inseridos no DNA espontaneamente. 4.2 - Agentes Mutagênicos  Mutagênicos Químicos. DNA. Ex.:. Transcrição.  Ác. nitroso  converte a base A em uma forma que não faz mais par com a T e sim com a C. Alterações aleatórias.. mRNA.  altera muitos a.a. à jusante do local da mutação original.. Tradução Seqüência de Met a.a..  longa seqüência de a.a. alterados (proteína inativa) ou a geração de um códon nonsense. Lys. Phe. Parada. Gly. . Pares AT na célula mãe serão GC na célula neta.. a) DNA normal. DNA filho normal DNA neto mutado. DNA. .... mRNA Met. Lys. Leu. Ala. .... HNO2 DNA mãe normal. Replicação Replicação. DNA mãe alterado. b) Mutação de troca de fase de leitura. DNA filho alterado.  Mutagênicos Químicos Ex.:  Análogos de bases  são moléculas estruturalmente similares às bases nitrogenadas  fazem pareamentos alterados Ex.:. DNA neto alterado.  Radiação  Ex.:  Raios X e raios gama  ionizam átomos e moléculas fazendo com que elétrons saltarem de suas camadas usuais. - 2-aminopurina (similar a A)  tb faz par com a C - 5-bromouracil (similar a T)  tb faz par com a G - AZT (azidotimidina)  e outras drogas antiviralis e antitumorais são análogas de bases.  estes podem bombardeiam outras moléculas e causarem mais lesões, produzindo muitos dos íons e radicais livres que são muito reativos. g de troca de fase de leitura  Benzopireno - Mutagênicos (fumaça e cinzas) e aflatoxina (Aspergillus flavus em grãos e amendoins). São carcinógenos..  podendo se combinarem com as bases no DNA DNA, resultando em erros na replicação. BASE NITROGENADA NORMAL. H. H. H N. N H N. N. N. N. H. O H3C. N. H. N. BASE NITROGENADA NORMAL. ANÁLOGO. N. H. N H. H. N. O. O Br H. H. H. Adenina. H N. 2-aminopurina.  pares AT na célula mãe serão GC na célula neta.. ANÁLOGO. Timina. H N. N. O. H. 5-bromouracil. Mutação: Luz Ultravioleta. T. 1. Dímero de timina. - Enzimas de reparo em presença da luz ou reparo no claro  utilizam a energia da luz visível para separar o dímero novamente nas 2 timinas originais  dímeros não reparados podem resultar em câncer de pele nos homens. Luz ultravioleta T.  Luz ultravioleta  componente não-ionizante da luz solar (260 nm). A exposição à luz ultravioleta leva as timinas adjacentes a fazerem ligações cruzadas, formando um dímero de timina e interrompendo o pareamento normal de bases..  Reparo por excisão  repara as lesões causadas pela UV e outras  ocasionais erros neste reparo provocam mutações. 8.

(9) 21/10/2011. 4.3 – A frequência de mutação. Mutação: Luzz Ultravioleta. Luz ultravioleta T. T. 1. Formação do dímero de timina.. Dímero de timina.  Taxa de mutação  é a probabilidade de um gene sofrer mutação quando a célula se divide  a taxa de erros espontâneos na replicação é de uma vez em 109 pares de bases replicados (taxa de mutação de 10-9)  para um gene com 103 pares de bases  a taxa de mutação será de 10-6, ou seja uma vez a cada 106 genes replicados. Novo DNA. 2. Uma enzima corta e remove o DNA danificado.. 3. A DNA polimerase preenche a lacuna sintetizando DNA novo, utilizando a fita intacta como molde.. 4. A DNA ligase sela a lacuna restante, unindo o DNA novo, utilizando a fita intacta como molde..  essencial para a adaptação das espécies  mutações aleatórias e com baixa freqüência.  população de 107 células  algumas células mutantes em cada geração  resistência a antibiótico  mutações benéficas para as bactérias  mutagênicos  aumenta a taxa de mutação em 10 a 1.000 vezes, sendo portanto de 10-5 a 10-3 por gene replicado. 4.4 – Identificando bactérias mutantes. Identificação de mutantes auxotróficos: Placas réplicas 1 O veludo estéril é pressionado sobre as. colônias em crescimento na placa mestre Alça.  Seleção positiva (direta)  identifica células mutantes pela rejeição das células mãe não mutadas.. Veludo esterilizado.  Mutantes resistentes à penicilina  coloca-se as células em meio com penicilina. 2 Células de cada. Placa mestre com meio contendo histidina. colônias são transferidas do veludo p p para as placas novas.  Seleção negativa (indireta) pela técnica de placas réplicas. Meio com histidina.  identifica células mutantes em genes não relacionados com antibióticos Ex.: mutante. his-. Mutante auxotrófico. – auxotrófico para histidina. 4.5 – Identificando Carcinógenos Químicos. 4. A colônia que cresce no meio com histidina mas não no meio sem histidina é um mutante auxotrófico. Mutagênico suspeito. Extrato de fígado de rato. Amostra experimental.  utiliza bactérias como indicadores de carcinógenos  o teste mede a reversão dos auxotróficos para histidina da Salmonella (His-) para células que sintetizam histidina (His+). Placa experimental. Incubação. Culturas de Salmonella histidina-dependente. Meio sem histidina. Colônias de bactérias revertentes. Extrato de g de fígado rato. Controle.  muitas substâncias precisam ser ativadas para apresentarem ação carcinogênica  estrato de rato rico em enzimas ativadoras.  90% das substâncias mutagênicas são carcinógenas. Colônia ausente. Identificação de mutantes causadores de câncer: Teste de Ames.  Teste de Ames.  o no de revertentes fornece uma indicação do grau em que uma substância é mutagênica, e assim, possivelmente carcinógena. Meio sem histidina. 3 As placas são incubadas. Incubação Placa de controle 1. Duas culturas são preparadas a partir de bactérias de Salmonella que perderam a capacidade de sintetizar histidina (his-dependentes).. 2. O mutagênico 3 suspeito é adiciondo somente à amostra experimental; extrato de fígado de rato (um ativador) é adicionado a ambas as amostras.. Cada amostra é despejada em uma placa de meio sem histidina. As placas são então incubadas a 36oC por 2 dias. Somente as bactérias cujo fenótipo hisdependente sofreu reversão crescerão.. 4. Os no das colônias nas placas são comparados. As placas teste mostrarão um aumento no no de revertentes se a substância química for um mutagênico e carcinógeno potencial.. 9.

(10) 21/10/2011. Recombinação genética por crossing over. 5- Recombinação Genética. e. f. g. h. i. E. F. G. H. I. e. f. g. H. I. E. F. G. h. i. e. f. g. H. I. E. F. G. h. i. Cromossomo A.  refere-se à troca de genes entre duas moléculas de DNA, para formar novas combinações de genes em um cromossomo. Cromossomo B. Crossing over.  Crossing over  fonte de diversidade genética e variação evolutiva. Cromossomos recombinados.  dois fragmentos de DNA (fita dupla) se rompem e se unem novamente em posição opostas.  ocorre uma recombinação dos cromossomos originas, i i de d modo d que cada um passe a transportar uma parte dos genes do outro.  em eucariotos a recombinação ocorre durante a formação das células reprodutivas.. Transformação genética em bactérias. 6- Transferência Genética em Bactérias  Célula doadora  dá uma porção de seu DNA total para outra célula  Célula receptora  recebe parte do DNA da célula doadora  DNA doado será incorporado ao DNA da receptora  Célula recombinante  tem o DNA doado incorporado em seu DNA. D. b a. E. C B. Célula receptora. F. B. A. c e. d. C. DNA cromosômico. Fragmentos de DNA de células doatoradas. 1 A célula receptora. capta o DNA doador.. A. b a. B. c. d. e. 2 A recombinação ocorre. DNA ñ-recombinado é degradado. entre o DNA doador e DNA receptor.. B. c a. d. e.  algumas bactérias podem captar fragmentos de DNA liberados pela lise de outras e integrá-los em seu DNA por recombinação, sob certas condições de crescimento. Ex.: Bacillus, Neisseria e certas cepas dos gêneros Streptococcus e Staphylococcus. Célula geneticamente transformada. Demonstração da transformação genética (Griffith, 1928) a) 1 Bactérias. encapsuladas vivas são injetadas no camundongo. b) 1 Bactérias. ñ-encapsuladas vivas são injetadas.. c) 1 Bactérias. encapsuladas mortas pelo calor são injetadas.. d) 1 Bactérias. ñ-encapsuladas vivas e bactérias encapsuladas mortas pelo calor são injetadas.. MacLeod e McCarty (1944) demonstraram ser o DNA o material genético pela separação de vários componentes químicos das células e repetição do experimento de Griffith a transformação funciona melhor quando as células doadoras e receptoras são intimamente relacionadas. 2 Morte. 2 Permanece saudável.. 2 Permanece saudável.. 2 Morte..  Copetência  alterações na parede celular que a torna permeável a moléculas de DNA – Célula competente 3 Bactérias encapsuladas foram isoladas. 3 Bactérias ñ-encapsuladas foram isoladas; os fagócitos controlaram a proliferação delas.. 3 Não foram isoladas bactérias.. 3 Bactérias encapsuladas foram isoladas.. 10.

(11) 21/10/2011. Cromossomo. Pilus sexual. Conjugação de E. coli  Conjugação. Replicação e transferência do fator F.  plasmídeos responsáveis pela conjugação são transmissíveis entre as células. Fator F (plasmídeo) Célula F+ Célula F-. Célula F+. Inserção do fator F no cromossomo. Fator F integrado Célula F+. Célula F-. Pilus sexual. Célula F+. Recombinação entre o fator F e o cromossomo corre em sítio específico. Célula F+. Célula Hfr (Alta freqüência de recombinação). Replicação e transferência de parte do cromossomo. No receptor, a recombinação ocorre entre o fragmento de cromossomo Hfr e o cromossomo F. Célula Hfr Célula F-.  o plasmídeo é replicado durante a transferência de uma cópia de fita simples de DNA do plasmídeo para o receptor, onde a fita complementar é sintetizada  Diferença da transformação  requer o contato entre células e estas são de tipos opostos de acasalamento  Gram (-)  o plasmídeo transporta genes que codificam a síntese de pilli sexuais  Gram (+)  produzem moléculas de superfície aderentes, que fazem as células entrarem em contato direto. Célula Hfr. Célula Frecombinante. Transdução generalizada.  Transdução  o DNA bacteriano é transferido de uma célula doadora para uma receptora dentre de um vírus que infecta bactérias – Bacteriófago ou fago  Transdução T d ã generalizada li d  fago f P1 ttransdutor d t de E. coli e fago P22 de Salmonella  Transdução especializada  somente certos genes bacterianos são transferidos..  Plasmídeos  são DNAs auto-replicantes circulares com cerca de 1 a 5% do tamanho do cromossomo bacteriano.  ocorrem em bactérias e alguns eucariotos (Saccharomyces cerevissiae)  uma espécie bacteriana pode se conjugar e transferir plasmídeos para outras espécies  Plamídeos de dissimilação  codificam enzimas que ativam o catabolismo de certos açúcares e hidrocarbonetos incomuns. Ex.: tolueno e hidrocarbonetos do petróleo  Outros plamídeos  codificam proteínas que aumentam a patogenicidade. Ex.: E. coli que causa diarréia infantil possui plasmídeo que codificam toxinas e a fixação às células intestinais.. Proteína do capsídeo do fago Cromossomo bacteriano. DNA do fago 1 Um fago infecta a bactéria doadora. DNA bacteriano DNA do fago. 2 Síntese do DNA e das proteínas do fago e fragmentação do cromossomo bacteriano.. DNA bacteriano doador Célula receptora. 3 Ocasionalmente, fragmentos de DNA bacteriano são empacotados no capsídeo do fago. Lise da célula doadora e liberação dos novos fagos.. 3 Um fago transportando o DNA bacteriano infecta uma nova célula hospedeira, a célula receptora.. DNA bacteriano receptor. Célula recombinante 3 A recombinação pode ocorrer, produzindo uma célula recombinante com um genótipo diferente..  Plasmídios com Fatores R  plasmídeos que transportam genes que conferem resistência a antibióticos, metais ou toxinas celulares. (Fig. 8.27 Tortora et al., 2000)  diferentes fatores R presentes na mesma bactéria podem se recombinar para produzir fatores R com novas combinações de genes  possuem dois grupos de genes  (Fig. 8.26 Tortora et al., 2000). Sl1. Fator de transferência de resistência (FTR)  genes para replicação do plasmídeo e conjugação r-determinante  genes de resistência. Sl1. FTR. Plasmídeo R “R1” com transposon r-determinante. 11.

(12) 21/10/2011.  Seqüência de inserção (SI)  transposons mais simples possui um gene que codifica uma enzima (transposase) e locais de reconhecimento.. Transposons  são pequenos segmentos de DNA (700 a 40.000 pares de bases) que podem se mover de um local para outro no mesmo cromossomo, ou outro cromossomo ou plasmídeo  a movimentação de um transposon pode inativar genes  freqüência de transposição  geração (similar à mutação). 10-5. a. 10-7. - Locais de reconhecimento  seqüências curtas invertidas de repetição do DNA Sl1 ACTTACTGAT TGAATGACTA. Repetição invertida. ATCAG TAAGT TAGTCATTCA. Repetição invertida. por.  Transposons complexos  possuem outros genes que podem codificar diferentes carcterísticas. Ex.: antibióticos. Sl1. Sl1. Transposon complexo “Tn1681”. 12.

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