GENÉTICA BACTERIANA 2011
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GENTICA BACTERIANA
ELEMENTOS CELULARES ENVOLVIDOS NA GENTICA BACTERIANA Cromossomo Enzimas de restrio Plamdeos Transposons
VRUS ENVOLVIDOS NA GENTICA BACTERINA Bacterifagos ou fagos
Genoma bacteriano: genes do cromossomo + genes dos plasmdeos
Cromossomo Molcula nica de DNA ( haplide ) circular de fita dupla, altamenteenovelada, contendo 2 a 4 mil genes
PAREAMENTO DAS BASES NO DNA
D U P L I C A O do DNA
D U P L I C A O do DNA
DUPLICAO do DNA
Enzimas de restrio( tesouras moleculares )
Acredita-se que as bactrias tenham desenvolvido essas enzimas ao longo de sua evoluo, como proteo ao ataque de bacterifagos
Enzimas bacterianas que clivam o DNA em stios especficos
Originam fragmentos de restrio
Permitem a amplificao do DNA
PLASMDEOSMolculas extracromossomais de DNA, fita dupla, circulares (de 5 a 100 genes) Replicam-se durante a diviso celular e independentemente (na conjugao ) Alguns conseguem se integrar ao DNA cromossmico - EPISSOMAS Conferem vantagens seletivas Adquiridos por conjugao A bactria pode ter vrias cpias do mesmo plasmdeo e de plasmdeos diferentes
Tipos de plasmdeos
Fator F possui os genes dos pili sexuais e da transferncia doplasmdeo para outra bactria
Fator R possui gene de resistncia a antimicrobianosPlasmdeos de virulncia possuem genes de fatores de virulncia Plasmdeos metablicos genes que conferem capacidade metablica extra ( ex.: Pseudomonas podem metabolizar substncias exticas como: tolueno, cnfora, hidrocarbonetos do petrleo
4. Transposons
Frequncia de transposio: muito baixa: 10-5 a 10-7
So pequenos segmentos de DNA cromossmico que podem se mover (ser transpostos) de uma regio para outra do mesmo cromossomo ou do DNA cromossmico para um plasmdeo ou para um bacterifago
Transposons simples - so chamados de seqncias deinsero e contm somente um gene que codifica para a enzima transposase - responsvel pela clivagem e remontagem do DNA
Transposons complexos - gene da transposase + genesadicionais tais como: genes para toxinas, genes para resistncia a antibiticos, etc
BACTERIFAGOSVrus que infectam especificamente bactrias Estrutura
INFECO E REPLICAO DO BACTERIFAGO
ALTERAO DO MATERIAL GENTICO
VARIABILIDADE E ADAPTAO
MUTAES
RECOMBINAO
MUTAESSo alteraes na seqncia de pares de bases do DNA
insero de um aminocido diferente em uma protena
aparecimento de um fentipo alterado ( mutante )
Ex.: - mutantes incapazes de sintetizar aminocidos e vitaminas importantes para a bactria - mutantes incapazes de produzir flagelos, pili ou cpsula - mutantes resistentes a drogas antibiticas
MUTAES
Ocorrem por: - Substituio de bases - Deleo de pares de bases - Insero de pares de bases
ATTACGCGGAT TAGG CC A TAATGCGCCTA ATCC GG TSubst. de bases
ATTACGCGGAGTAGG CCA TAATGCGCCTC ATCC GGT
ATTC TGGGCGATAAATGG TAAG ACCCGCTAAT TTAC Deleo
ATTCCGATTAAATGG TAAGGCTAATTTACC
ATTTCGGCGCATTAAATTGC TAAAGCCGCGTAATTTAACG Insero ATTTCGGCGCATTAACGATTATTGC TAAAGCCGCGTAATTGCTAATAACG
Origem das Mutaes: Espontnea
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Erros espontneos na replicao do DNA
chance de uma em um bilho de que uma mutao ocorrer em um gene em cada gerao - Transposio de genes
Induzida
( por agentes mutagnicos )
- fsicos ( radiao ultravioleta, raios X ) - qumicos (benzopireno, cido nitroso, hidroxilamina, etc )
Mecanismos de reparo das leses do DNA: Enzimas reparadoras: - retiram o fragmento de DNA lesado - sintetizam um fragmento novo de DNA, etc.
TRANSFERNCIA GENTICA E RECOMBINAO
Recombinao gentica Troca de genes entre duas molculas de DNA, para formarnovas combinaes de genes em um cromossomo Nas bactrias, ocorre atravs de: - Transformao - Conjugao - Transduo
T R A N S F O R M A O
Transformao - Transferncia de informao gentica atravs de DNAlivre (fora da clula bacteriana): um fragmento de DNA livre, no meio, captado e incorporado por uma bactria competente.
- A competncia resulta de alteraes na parede celular que a torna permevel a molculas grandes de DNA. - Pode ocorrer naturalmente (ou artificialmente) em bactrias Gram positivas e Gram negativas e um fenmeno muito raro
TRANSDUO
Enzimas de restrio
Transduo
Transferncia de material gentico de uma bactria para outra por meio de bacterifago: um fago infecta uma bactria e, ao se multiplicar, algumas cpias virais incorporam um fragmento do DNA da clula bacteriana. Quando um desses vrus infectar uma outra bactria, transferir para essa bactria o fragmento de DNA da bactria anteriormente infectada
CONJUGAO
ConjugaoTransferncia de informao gentica de uma bactria a outra atravs de contato fsico (pili) entre elas: - Uma bactria doadora (F+) possui o fator F em um plasmdeo ou integrado ao seu cromossomo - Atravs de pili, a bactria transfere o fator F para uma bactria receptora que no possui o fator F (bactria F) - A bactria F+, durante a transferncia, tem o seu fator F replicado, de modo que mantm seu fator F - A bactria que era F passa a ser F+.
CONJUGAO talvez a principal forma de transferncia de resistncia a antibiticos
- Os pili sexuais so codificados por genes de plasmdeos de bactrias Gram negativas. - As bactrias Gram-positivas produzem molculas aderentes para o contato entre elas.
ENGENHARIA GENTICA OU TECNOLOGIA DO DNA RECOMBINANTE1. Enzimas de restrio (endonucleases) digerem o DNA (cromossmico, plasmideal ou viral) em fragmentos; 2. O fragmento de DNA contendo o gene a ser clonado inserido no plasmdeo ento chamado de vetor, formando o DNA recombinante; 3. O plasmdeo ento incorporado por uma clula bactria recombinante; 4. O vetor se multiplica passando prognie