Genética bacteriana

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Genética Bacteriana 
Genoma: Informação genética de uma célula (cromossomos e plasmídeos) 
Cromossomos: Estruturas contendo o DNA que transportam fisicamente as informações 
hereditárias (genes) 
Genes: Segmentos de DNA que codificam os produtos funcionais da célula (exceto alguns 
vírus... RNA) 
 
 
Cromossomo Bacteriano 
• Molécula de DNA fita dupla e circular; 
• Disperso no citoplasma; 
• Haploides (único conjunto de genes); 
• Contém as informações essenciais para a sobrevivência celular; 
 
• O DNA da E. Coli possui aproximadamente 4,6 milhões de pares de base com 1 mm de 
comprimento; 
• O cromossomo ocupa 10% do volume celular; 
• O DNA é superenovelado; 
• Participação das seguintes enzimas no superenovelamento-Enzimas: Topoisomerase- 
Topoisomerases de Classe 1 e classe 2 (DNA girases) e DNA girase: superenovelamento 
negativo do DNA. 
 
 
 
A replicação sempre ocorre no sentido 5’ para 3’. 
 
 
 
Revisão| Terminação 
• Proteína tus: liga-se à terminação, bloqueando o avanço da forquilha de replicação; 
• Topoisomerase de classe IV parCE: promove a separação dos círculos interligados; 
• Taxas de mutações baixas: 10-8 a 10-11 
• Mecanismos de revisão por atividade exonuclease: DNA pol I e pol III 
Expressão Gênica| Procariotos 
Transcrição: a informação genética é copiada do DNA, em uma sequência de bases de RNA 
(RNAm); 
Tradução: a célula utiliza a informação codificada do RNA para sintetizar proteínas específicas, 
com participação dos RNAt e RNAr; 
 
Síntese de Proteínas| Tradução 
• Trata-se da decodificação da linguagem de ácido nucléico e conversão para a 
linguagem de proteínas; 
• O RNAm está organizado em tríades denominados códons; 
• A sequência de códons em uma molécula de RNAm determina a sequência de 
aminoácidos que estarão nas proteínas a ser sintetizada; 
• Cada códon codifica um aminoácido específico. 
 
 
Procariotos| Controle Pré-Transicional 
• Mecanismos de controle genético que regulam a transcrição do RNAm e a síntese de 
enzimas; 
• Repressão: mecanismo regulador que inibe a expressão gênica; 
• Indução: mecanismo que ativa a transcrição de um gene; 
• Modelo operon, formulado na década de 1960 por Francis Jacob e Jacques Manod: 
Catabolismo da Lactose em E. Coli (operon Lac) 
 
 
 
Variabilidade Genética 
Mutação 
• Alteração nas sequências de bases do DNA sem aquisição de genes de outro micro-
organismo; 
• Processo vertical| Replicação do cromossomo 
Recombinação 
• Alteração no genótipo ocorre pela aquisição do material genético de outro micro-
organismo; 
• Processo horizontal| Transformação| Transdução| Conjugação; 
 
 
 
Causa das Mutações 
Espontâneas: Mudanças naturais na estrutura do DNA; Erros durante a replicação; 
Induzidas: Mudanças no DNA causada por substâncias, condições ambientais ou radiação; 
Ultra violeta, radiação gama, óxido nitroso... 
Recombinação Gênica 
• Troca de genes entre moléculas de DNA para formar uma nova combinação gênica; 
• Contribuiu para o aumento da diversidade genética dos micro-organismos (evolução 
microbiana); 
• Recombinação mais benéfica que mutação: Menor probabilidade de alterações 
negativas nos genes; permite uma característica adaptativa positiva; 
 
Conjugação 
• Transferência gênica com contato célula-célula; 
• Transferência é unidirecional (doadora | receptora); 
• Depende do fator F de fertilidade 
 
• Presente célula doadora F+ 
• Ausente célula receptora F- 
• Pili sexual: finas extensões ocorre a transferência de material genético 
 
 
Transformação 
• Processo que requer a captação do DNA do ambiente e a sua incorporação ao 
cromossomo bacteriano ou plasmídeos; 
• Micro-organismos ambientais lisados disponibilizam material genético ao meio 
ambiente; 
• Importante via de troca genética entre micro-organismos de diferentes espécies; 
• Células que captam DNA: células competentes. 
 
Transdução 
• Processo de transferência de material genético por meio de bacteriófagos; 
• Requerimentos: Fago degrade o cromossomo bacteriano; Empacotamento não 
específico de DNA; Genes bacterianos se recombinem. 
 
Plasmídeos| Bacterianos 
• Elemento genético circular além do cromossomo. 
• Menor que os cromossomos; 
• Replicam independentemente do cromossomo; 
• Carregam informação genética não essencial à célula; 
• Conferem vantagem adaptativa; 
• Plasmídeos de resistência: terapia antimicrobiana 
• Carreiam genes que exercem influência no fenótipo da célula; 
• Plasmídeos de resistência: ameaça à terapia antimicrobiana; 
 
 
DNA móvel| Elementos Transponíveis 
• São segmentos distintos de DNA que se movem como unidade, no interior de uma 
molécula de DNA; 
• Inseridos em cromossomos, plasmídeos ou genoma viral; 
• São replicados quando a molécula de DNA do hospedeiro é replicada; 
• Podem afetar a expressão de outros genes; 
• Denominados: Sequencias de Inserção (IS) e Transposons 
Sequências de Inserção (IS): 
• São elementos simples que carreiam apenas os genes envolvidos na transposição; 
• Possui repetições invertidas; 
• Único gene envolvido: transposase 
• Importância: mutação, inserção de plasmídeo e variação de fase de leitura. 
Transposons: 
• Estruturas maiores e mais complexas; 
• Gene tnp reconhece as repetições invertidas e desloca o segmento de DNA para outro 
sítio; 
• Codificam genes de resistência a drogas, sínteses de toxinas e enzimas degradativas