GENTICA DE MICRORGANISMOS

Constituintes

- Bactrias:

- Cromossomo:

Haplides; nico e circular; DNA fita dupla;altamente espiralado; contm a maior parte dasinformaes genticas da clula.

- Plasmdeos:

Circulares; auto-replicveis; localizao extra-cromossmica.

Conferem caractersticas associadas a funesespecializadas, como resistncia a antibiticos ouexpanso das atividades metablicas.

Exemplos:

A capacidade de fixaode nitrognio por bactriasdo gnero Rhizobium.

A quebra de compostos aromticos, comotolueno e xileno, e de pesticidas, por bactriasdo gnero Pseudomonas.

-Fagos (DNA de origem viral):

Quando um bacterifago infecta uma clula seucido nuclico passa a constituir um elementogentico;

Capaz de controlar sua prpria replicao etransferncia de uma clula a outra;

Pode ocorrer ciclo ltico ou lisognico (comintegrao do DNA viral ao cromossomobacteriano).

Propriedades bacterianas codificadas pelosprofagos associadas a fatores de patogenicidade:

- produo de toxina escarlatnica por S. pyogenes,

- toxina diftrica por Corynebacterium diphtariae,

- enterotoxinas por S. aureus

- citocinas por E. coli

Converso Fgica

Diferenas entre plasmdeos e fagos:

1- plasmdeos no causam danos clula, oque acontece com fagos virulentos;

2- plasmdeos no apresentam a formaextracelular vrion.

Elementos transponveis

Principais elementos transponveis encontrados emBacteria: Sequncias de insero (IS) e transposons

Envolvidos no processo de transposio

Sequncias de insero (IS): correspondem aoselementos transponveis mais simples, no carreandoqualquer informao gentica alm daquelanecessria a sua insero em novos locais

Transposons: maiores que IS e carreiam outrosgenes, alguns conferindo propriedades importantesao organismo.

Apresentam grande importncia nos mecanismos de variabilidade gentica

-Elementos essenciais a transposio:

Transposase

Repeties invertidas

Transposase reconhece as repeties invertidas, cliva e liga o DNA durante a

transposio

Mecanismo de transposio:

MUTAES

So alteraes em uma sequncia de bases docido nuclico, sendo denominada mutante alinhagem que carrega tal alterao;

O mutante apresenta gentipo diferente dalinhagem parental. O fentipo do mutante podetambm apresentar-se alterado em relao alinhagem parental.

Mutao de ponto

consequncias

Depende do local onde ocorre a substituio

- Cdon sinnimo mutao silenciosa

- Formao de cdoncom sentido diferente mutao de sentidoerrneo

- Formao de cdonsterminais trminoprematuro da snteseprotica protenasincompletas ou nofuncionais mutaosem sentido

Mutaes espontneas ou induzidas

- Podem ocorrer pela ao de radiaes naturais ouainda durante a replicao, como resultado de errosno pareamento de bases.

- Frequncia baixa: 10-6 a 10-10 em uma populaoproveniente de uma nica clula.

Exposio da clula a agentes mutagnicos:

- Qumicos atuam alterando a estrutura qumica oufsica do DNA, podendo agir de vrias formas.

- Fsicos radiaes, que podem ser ionizantes (raiosx e ) ou no-ionizantes (radiaes ultravioleta).

Induo de ligao cruzada entre pirimidinas adjacentes

Efeito mais drstico, destruio das bases ou rompimento de

pontes de H

A. Como anlogos de bases nucleotdicas: sopareados erroneamente na molcula de DNA,causando erros no pareamento de bases durante areplicao

B. Por modificao das bases do DNA: causammudanas qumicas em uma ou mais bases, atuandodireto na molcula de DNA.

Exemplos:

- Agentes desaminantes, que convertem o grupoamino em ceto, como cido nitroso e bissulfito desdio

- Agentes alquilantes, como nitrosoguanidina eetilmetanossulfonato (EMS)

C. Intercalando a molcula de DNA : Estes mutagnicosinserem-se entre dois pares de bases.

Exemplos:

- Acridina

- Brometo de etdio

Agentes mutagnicos qumicos e fsicos e seus mecanismos de ao

Isolamento de mutantes

Mutaes selecionveis so aquelas que conferem algum

tipo de vantagem ao microrganismo que a possui,

enquanto as no-selecionveis, mesmo que promovam

alguma alterao no fentipo do organismo, no

conferem vantagens ao microrganismo

Deteco de mutantes nutricionais

Um mutante nutricional

denominado

AUXOTRFICO

Alguns dos tipos mais comuns de mutantes e as metodologias empregadas para sua deteco

Recombinao Gentica

- Processo pelo qual molculas distintas de DNA socombinadas numa mesma molcula, devido a umprocesso fsico de quebra e ligao dessas molculas

Recombinao Homloga

-Em Bacteria, requer a participao de umaprotena, denominada RecA, que atuafacilitando a interao entre as molculasde DNA;

- Ainda, h participao de endonucleasecom capacidade de desenrolar a fita dupla

Mecanismos de transferncia do material gentico

1. Transformao

2. Transduo

3. Conjugao

Transformao:

- Processo pelo qual o DNA na forma livre incorporado por uma clula receptora, que pode

passar a apresentar alteraes genticas

Vrios procariotos so naturalmente transformveis, incluindo espcies de Bacteria

gram-positiva, gram-negativa e algumas espcies de Archea

- Quando uma clula capaz de captar uma molcula de DNA e ser transformada, esta

referida como competente

- Apenas certas linhagens so competentes, capacidade determinada geneticamente

Bacillus 20% das linhagens competentes,permanecendo neste estado por vrias horasStreptococcus - 100% das linhagens competentes, s poralguns minutos

DNA

transformante

Cromossomo

bacteriano

Protena de

ligao ao DNA

Nuclease

Protena RecA

Vrias protenas participam da transferncia de DNA na Transformao

Clula transformada

Transduo:

No processo de transduo, o DNA bacteriano transferido de uma clula para outra por meio de fagos.

Pode ocorrer de duas maneiras:

A. Transduo Generalizada

B. Transduo Especializada

Transduo Generalizada

Clulas infectadas por bacterifago virulento

DNA bacteriano degradado em pequenos fragmentos processo mediado pelo fago

Empacotamento dos fragmentos

Transduo Especializada

- Mediada por fagos temperados (lisognicos)

Na passagem do ciclo Lisognico ao Ltico, o fago excisado do cromossomo

Resultado: partculas contendo DNA do fago e genes do hospedeiro

Ciclo Ltico

Ciclo Lisognico

Lise Celular

Conjugao:

nico que envolve contato celular

Contato promovido um pili sexual na superfcie da clula

A clula doadora transmite a informao gentica clula receptora

Doadora com Plasmdio

formador do Pili

Clula receptora

Pili se contrai, colocando as clulas em contato e

permitindo a passagem do DNA

Duas clulas contendo o plasmdio

Apresenta receptores

A transferncia do DNA plasmidial inicia-secom a quebra da fita dupla, seguido dapassagem de uma das fitas da cluladoadora para a receptora, sendo a fitacomplementar sintetizada simultaneamente transferncia, resultando em duas fitascontendo o DNA de fita dupla.