04 Aula Genética bacteriana
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LAMIP
GENÉTICA BACTERIANA
Prof: Marcos Antonio Pereira de Lima
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Genoma bacteriano – Genoma bacteriano – conjunto total de conjunto total de genesgenes
GENÉTICA BACTERIANA
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Nucleóide Nucleóide
Plasmídios Plasmídios
TransposonsTransposons
GENÉTICA BACTERIANA
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
GENÉTICA BACTERIANA
LAMIP
TRANSPOSONS
LAMIP
GENÉTICA BACTERIANA
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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”
GENÉTICA BACTERIANA
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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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OBRIGADO!