04 aula genética bacteriana

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GENÉTICA BACTERIANA

Prof: Marcos Antonio Pereira de Lima

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Genoma bacteriano – Genoma bacteriano – conjunto total de conjunto total de genesgenes


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Nucleóide Nucleóide

Plasmídios Plasmídios

TransposonsTransposons


Réplicons

Micrografia – plasmidio

1.500 – 400.000pb

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Organismo Tamanho

Mycoplasma genitalium 580.000

Treponema pallidum 1.140.000

Helicobacter pylori 1.670.000

Neisseria meningitidis 2.180.000

Bacillus subtilis 4.210.000

Mycobacterium tuberculosis 4.410.000

Escherichia coli 4.640.000


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TRANSPOSONS

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DNA circular de fita duplaDNA circular de fita dupla

Haplóides Haplóides

Estrutura do genoma DNA é mantida por: Estrutura do genoma DNA é mantida por: Espermina, espermidinaEspermina, espermidina

Eubactérias não apresentam “introns”Eubactérias não apresentam “introns”


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REPLICAÇÃO

DNA-polimerasesDNA-polimerases Pol - I, Pol - II, Pol - IIIPol - I, Pol - II, Pol - III

Taxa de erroTaxa de erroCerca de 1 a cada 10Cerca de 1 a cada 1077

Mecanismo de correçãoMecanismo de correção

OriC – OriC – origem da replicaçãoorigem da replicação

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REPLICAÇÃO

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REPLICAÇÃO

TopoisomeraseTopoisomeraseReduz a tenção na super-héliceReduz a tenção na super-hélice

DNA SUPERENROLADODNA SUPERENROLADO

LIGAÇÃO DALIGAÇÃO DA

TOPO 1 EM UMA TOPO 1 EM UMA DAS FITAS DEDAS FITAS DE

DNA DNA

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PASSAGEM DA FITA INTACTA ATRAVES DO CORTEPASSAGEM DA FITA INTACTA ATRAVES DO CORTE

CLIVAGE CLIVAGE TRANSITÓRIA DE TRANSITÓRIA DE UMA ÚNICA FITAUMA ÚNICA FITA

REPLICAÇÃO

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DISSOCIAÇÃODISSOCIAÇÃO

RELIGAÇÃO DA FITA RELIGAÇÃO DA FITA CLIVADACLIVADA

REPLICAÇÃO

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EXPRESSÃO GÊNICA

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Catalisada pela RNA polimeraseCatalisada pela RNA polimerase

Taxa de erros : Taxa de erros : 1 em 101 em 1044 bases bases

Modesto mecanismos de correção:Modesto mecanismos de correção: Excisão Excisão

TRANSCRIÇÃO

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Sentido de transcrição Sentido de transcrição 3’ 3’ 5’ 5’

Crescimento do RNACrescimento do RNA 5’ 5’ 3’ 3’

TRANSCRIÇÃO

3’ 5’

3’5’

NucleotídeosBolha de transcrição

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Polimerização: 5’ 3’

Não necessitam Não necessitam de “primer” de “primer” (iniciador)(iniciador)

RNA POLIMERASES

5’

3’5’

3’

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A fita de DNA que serve como A fita de DNA que serve como moldemolde deve ser deve ser percorrida na direção percorrida na direção 3’ 3’ 5’; 5’;

A orientação do promotor define o sentido da RNA A orientação do promotor define o sentido da RNA polimerase;polimerase;

TRANSCRIÇÃO

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Uma vez iniciada a transcrição ela prosseguirá até que sejam ativados os mecanismos de término de transcrição.

TRANSCRIÇÃO

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RNA polimeraseRNA polimerase

Apenas um tipoApenas um tipo

Liga-se ao fator Liga-se ao fator sigmasigma

Subunidades

TRANSCRIÇÃO

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Fator sigmaFator sigma

Liga-se à região consensoLiga-se à região consenso

Promove uma interação firme entre a RNA Promove uma interação firme entre a RNA

polimerase e o DNApolimerase e o DNA

TRANSCRIÇÃO

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CromossomoBacteriano

Sitio deiniciação

Sitio determinaçãoRNA

Sitio determinação

RNA

Sitio deiniciação

Produção de Produção de vários vários transcritostranscritos

TRANSCRIÇÃO

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TRANSCRIÇÃO ProcariontesEucariontes

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RNA transportador

Códon - Código universal

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Início

Fim

Fim

Fim

1ª Base

2ª Base

3ª Base

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Código Genético

Códons diferentesCódons diferentes

MitocôndriasMitocôndrias

CloroplastosCloroplastos

MycoplasmaMycoplasma

ParameciumParamecium

SelenocisteínaSelenocisteína

UGA – códon de terminação ou de um UGA – códon de terminação ou de um novo aminoácidonovo aminoácido

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Estrutura Estrutura

RIBOSSOMOS

Ribosima

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Eucariotas

Procariotas

Lateral Verso

RIBOSSOMOS

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ORGANIZAÇÃO MOLECULAR DOS GENES

EM PROCARIONTES

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OPERON

Genes policistrônicosGenes policistrônicos

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Operon da Lactose (lac)

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MECANISMOS DE TRANSFERÊNCIA GENÉTICA

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TRANSFERÊNCIA GENÉTICA

MecanismosMecanismos

TransformaçãoTransformação

TransduçãoTransdução

ConjugaçãoConjugação

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TRANSFORMAÇÃO

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TRANSDUÇÃO

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CONJUGAÇÃO

Gram-positivas Gram-negativasGram-positivas Gram-negativas (feromona) (pili sexual)(feromona) (pili sexual)

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CONJUGAÇÃO

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CONJUGAÇÃO

Principais tipos de plasmídiosPrincipais tipos de plasmídios

Plasmídios FPlasmídios F

Plasmídios RPlasmídios R

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CONJUGAÇÃO

Plasmídio - Plasmídio - integração ao genoma bacterianointegração ao genoma bacteriano

Transferência de segmentos do genoma Transferência de segmentos do genoma bacterianobacteriano

Bactérias Hfr Bactérias Hfr (high frequency of (high frequency of recombination)recombination)

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Vertical

Horizontal

TRANSFERÊNCIA GENÉTICA

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MUTAÇÕES E MECANISMOS DE REPARO

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MUTAÇÕES

Mutação espontânea – 1 a cada 10Mutação espontânea – 1 a cada 1077

TiposTiposDeleçãoDeleção

InserçãoInserção

Substituição – TransiçõesSubstituição – Transições

– – TransversõesTransversões

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MUTAÇÕES

Mutação sinônima (ou neutra)Mutação sinônima (ou neutra)

Mutações de sentido errôneo Mutações de sentido errôneo

Mutações sem sentidoMutações sem sentidoCódons terminais: UAA, UAG, UGACódons terminais: UAA, UAG, UGA

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MUTAÇÕES

Efeitos sobre as bactériasEfeitos sobre as bactérias

Favorável:Favorável:Resistência a antimicrobianosResistência a antimicrobianos

Alteração antigênicaAlteração antigênica

Desfavorável:Desfavorável:Alteração do metabolismoAlteração do metabolismo

Alteração estruturalAlteração estrutural

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MECANISMOS DE REPARO

Reparo por excisãoReparo por excisão

Reparo por recombinaçãoReparo por recombinação

Reparo direto do DNAReparo direto do DNADímero de pirimidina Dímero de pirimidina

Bases alquiladasBases alquiladas

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ENGENHARIA GENÉTICA

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Hamilton Smith

Isolou uma enzima Isolou uma enzima que corta o DNAque corta o DNA

1970

ENZIMAS DE RESTRIÇÃO

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ENZIMAS DE RESTRIÇÃO

Microrganismo Enzima

Escherichia coli RY 13 EcoRI

Haemophilus influenzae Rd HindIII

Bacillus amyloliquefaciens H BamHI

Staphylococcus aureus 3A Sau3AI

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Produção de Produção de molécula de DNA molécula de DNA recombinanterecombinante

DNA RECOMBINANTE

Stanley Cohen

Herbert Boyer

1972

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VetoresVetores

PlasmídiosPlasmídios

BacteriófagosBacteriófagos

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ENGENHARIA GENÉTICA

AplicaçõesAplicações

Na medicinaNa medicina

OutrasOutras

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KONEMAN, E. W.; ALLEN, S. D.; JANDA, W. M.; SCHRECKENBERGER, P. C; WINN, W. C. Diagnóstico Microbiológico, 5a ed., Medsi, 2001.

JAWETZ, E.; MELNICK, J.; ADELBERG, E. Microbiologia Médica. 22a ed. Rio de Janeiro: McGraw-Hill Interamericana do Brasil Ltda, 2001.

MURRAY, P, R.; ROSENTHAL, K, S.; KOBAYASHI, G, S.; PFALLER, M, A. Microbiologia Médica. 3a ed., Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000.

MURRAY, P. R.; BARON, E. J.; PFALLER, M. A.; TENOVER, F. C.; YOLKEN, R. H. Manual of Clinical Microbiology. 6.ed, Washington DC: ASM Press, 1995.

ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; et al. Biologia Molecular da Célula. 4 ed. Porto Alegre: Artmed, 2004.

PELCZAR, M. J.; REID, R.; CHAN, E. C. S. Microbiologia. São Paulo: MacGraw-Hill do Brasil, 1981.

BIER, O. Bacteriologia e Imunologia. 20a ed. São Paulo: Edições Melhoramentos, 1980

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BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

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