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Princípios da Genética Microbiana

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Princípios da Genética Microbiana. Pelczar – Cap. 13, Pg. 332-357 Nogueira & Silva Filho – Pg. 36-49. Definição. Genética (do grego genno ; fazer nascer ) É a ciência da hereditariedade e da variabilidade dos organismos.

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princ pios da gen tica microbiana

Princípios da Genética Microbiana

Pelczar – Cap. 13, Pg. 332-357

Nogueira & Silva Filho – Pg. 36-49

slide2

Definição

Genética (do gregogenno; fazer nascer)

É a ciência da hereditariedade e da variabilidadedos organismos.

A variabilidade é uma característica necessária dos organismos vivos , tanto quanto sua constância.

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Estrutura do DNA

Nucleotídeos

A = T

C ≡ G

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Procariotos - A Célula Duplica o Material Genético Antes da Divisão Celular

Os microrganismos apresentam elevadas velocidades metabólicas.

Em algumas horas várias gerações podem surgir

Ex: E. coli: 3 gerações em 1 hora.

clones

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Replicação do DNA em Procariotos

Nogueira & Silva Filho, 2010

slide10

Transcrição, Tradução e Síntese de Proteínas

  • Transcrição (DNA  RNA)
  • Uma fita do DNA serve de molde (sense strand)
  • Tem Uracil (U) no lugar de Timina (T)
  • RNA fita simples
  • Três tipos de RNA com diferentes funções:
    • mRNA (RNA mensageiro): especifica a sequência de aa
    • tRNA (RNA de transferência): usa a informação contida no mRNA e traduz essa informação em uma sequência de aa
    • rRNA (RNA ribossômico): forma os ribossomos responsáveis pela tradução do RNA em proteínas
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Transcrição do DNA

Pelczar et al., 2009

slide13

Transcrição, Tradução e Síntese de Proteínas

Tradução (DNA  Proteínas)

  • Participação do: mRNA e tRNA

códon anticódon

  • Aminoácidos
  • Proteínas
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Variabilidade em Microrganismos

  • A variabilidade está associada a duas propriedades:
    • Genótipo: potencial total herdado
      • Procariotos: cromossomo + qualquer DNA presente (p. ex. Plasmídeos)
      • Eucariotos: cromossomo + DNA organelas (mitocôndrias e cloroplastos)
    • Fenótipo: expressão de uma porção do genótipo.

Condições ambientais também podem influenciar o fenótipo

Ex. Azomonas spp.

          • meio com sacarose: colônias mucosas e grandes
          • meio sem sacarose: colônias secas e pequenas
varia es genot picas

Ocorre graças a dois mecanismos:

Variações genotípicas
  • 1) Mutações
    • Alterações (hereditárias) na sequência de

nucleotídeos de um gene.

- Geralmente resultam em pequenas alterações

genéticas (uma em vários milhões de células)

  • 2) Recombinação genética
    • Elementos genéticos contidos em dois genomas

diferentes são reunidos numa unidade – nova combinação de genes.

- Provoca alterações mais significativas.

varia es genot picas1

Mutações

    • Mudanças hereditárias na sequência de nucleotídeos de um gene
    • Diferentes tipos
      • Substituição de bases (troca de bases)
      • Mutações de remoção (remoção de bases)
      • Adição ou perda de bases (proteínas não funcionais)
      • Mutações sem sentido (término da cadeia de aa)
      • Mutações silenciosas (não acarreta efeito no fenótipo)
Variações genotípicas
como detectar muta es
Como detectar mutações?

Mutantes resistentes crescendo dentro de uma zona de inibição

agentes mutag nicos

Agentes químicos: análogos de base

  • Radiações: raios-X, luz ultra-violeta
  • Transposons
Agentes mutagênicos
agentes mutag nicos1

Agentes químicos: análogos de base

  • Radiações: raios-X, luz ultra-violeta
  • Transposons
Agentes mutagênicos
slide25

Agentes mutagênicos e seu modo de ação

Agente Ação Resultado

Análogos de base

5-bromouracil Substitui T, mas pareia Troca de AT por GC

com G

2-aminopurina Substitui A, mas pareia Troca de AT por GC

com C

Químicos que reagem com o DNA

Ácido nitroso (HNO2) Desamina A e C Troca de AT por GC

Troca de GC por AT

Hidroxilamina (NH2OH) Reage com C Troca de GC por AT

Agentes alquilantes

Monofuncional (ex. sulfonato de Metilação de G, que passa Troca de GC por AT

etil metano) a parear com T

Bifuncionais (ex. gás mostarda, Ligação cruzada das fitas de Mutação pontual e

nitrosoguanidina) DNA, a região é cortada deleção

pela DNA polimerase

Corantes intercaladores

Acridinas, brometo de etídio Inserem-se entre nucleotídeos Microinserções e

microdeleções

Radiação

Ultravioleta Formação de dímeros de Reparos podem levar

pirimidina erros ou deleções

Radiação ionizante (ex. raios X) Formação de radicais livres que

quebram o DNA

agentes mutag nicos2

Agentes químicos: análogos de bases

  • Radiações: raios-X, luz ultra-violeta
  • Transposons
Agentes mutagênicos
slide27

Mutagênese por elementos transponíveis

* transposase

* repetições invertidas

* baixa frequência: 10-5 a 10-7 por geração (1/10,000,000)

recombina o gen tica

Formação de um novo genótipo

  • Trocas de material genético entre dois cromossomos homólogos (crossing over)
    • eucariotos: MEIOSE
    • procariotos:RECOMBINAÇÃO
Recombinação genética
recombina o gen tica1
Recombinação genética
  • Transformação
    • Avery, MacLeod & McCarthy (1944)
  • Conjugação
    • Ledeberg & Tatum (1946)
  • Transdução
    • Zinder & Ledeberg (1952)
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Recombinação Genética

  • Conjugação
  • Natureza:
    • - Contato entre células
    • - Plasmídeo ou cromossomo

Nogueira & Silva Filho, 2010

slide32

Recombinação Genética

  • Transdução
  • Natureza:
    • - Vírus como vetor (bacteriófagos ou fagos)
    • - Generalizada e Especializada