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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECNCAVO DA BAHIA-UFRB
CENTRO DE CINCIAS AGRRIAS, AMBIENTAIS E BIOLGICAS - CCAAB
Adailson Feitoza
Dezembro/2011
GENTICA MICROBIANA
GENTICA
Cincia da hereditariedade
GENOMA
Toda informao gentica em uma clula
CROMOSSOMOS
Estruturas contendo DNA
GENES
Segmentos de DNA que codificam produtos
funcionais
DNA
Composto orgnico, cujas
molculas contm as instrues
genticas que coordenam o
desenvolvimento e
funcionamento de todos os
seres vivos e alguns vrus.
CDIGO GENTICO
Conjunto de regras que determina como uma
sequncia de nucleotdeos convertida na
sequncia de aminocidos de uma protena.
Boa parte do metabolismo celular est
relacionado traduo da mensagem
gentica.
GENTIPO E FENTIPO
Gentipo: composio gentica, a
informao que codifica todas as
caractersticas particulares do organismos.
Fentipo: propriedades reais, expressas,
como a capacidade do organismo de
realizar uma reao qumica em particular.
DNA E CROMOSSOMOS
-Tipicamente possuem um
nico cromossomo circular;
- Aderido membrana
plasmtica em um ou vrios
pontos;
FLUXO DA INFORMAO GENTICA
REPLICAO DO DNA
- Estrutura complementar das
sequncias de bases compreenso da replicao;
- Uma fita pode agir como molde para
produo de outra;
- Presena de diversas protenas com
funes especficas;
Principais Caractersticas da Replicao
- Ocorre desenrolamento e sntese simultneos do DNA
em um local denominado forquilha de replicao;
- Em E. coli a replicao comea com o desenrolamento
do local oric (nica origem de replicao em E. coli);
- Os filamentos parentais tm sentidos opostos e a
replicao do DNA semiconservativa;
- Ambos os filamentos so sintetizados no sentindo 5 3;
- Um filamento de DNA feito de fragmentos (lagging), o
outro sintetizado de modo contnuo (leading)
Enzimas da Replicao
RNA E SNTESE PROTICA
Transcrio: Informao gentica do DNA
copiada em uma sequncia complementar
de bases no RNA
Traduo: sntese de protena a partir da
informao contida no RNA.
Transcrio
- Realizada por um complexo enzimtico cuja enzima
chave RNA polimerase;
- Esse processo ocorre em trs etapas principais: a
iniciao, o alongamento e o trmino;
- A transcrio em eucariontes bem mais complexa que
em procariontes;
- No RNA a ser sintetizado, o acar a ribose e
aparecer Uracil ao invs de Timina.
Existem trs tipos de RNA:
RNA mensageiro (mRNA)
(molde para sntese de protena)
RNA transportador (tRNA)
(leva aminocidos sob forma ativada para
o ribossomo)
RNA ribossmico (rRNA)
(principal componente do ribossomo)
Etapas da Transcrio:
- A sntese de RNA comea em regies do DNA chamadas
de promotoras;
- Em procariotos, duas dessas regies so conhecidas
como sequncias de consenso. So elas: 5 TATATT 3 e 5 TTGACA 3.
- Nos eucariotos a principal regio promotora conhecida
como TATA box;
Incio:
- Durante essa fase, o RNA recm-sintetizado pareia-se
temporariamente com a fita molde de DNA, formando um
hbrido curto RNA-DNA;
- Uma vez iniciada, a transcrio segue numa velocidade
de aproximadamente 50 nucleotdeos por segundo,
estando a RNA polimerase ligada fita molde de DNA at
encontrar o sinal de trmino da transcrio;
Alongamento:
Trmino:
- O final da transcrio um processo bem controlado no
qual sequncia tpicas (sinas de trmino) indicam o local
para a finalizao da sntese dessa molcula;
- Ocorre formao de uma estrutura em grampo. Esse
acontecimento desencadeia os seguintes eventos:
1- Parada da RNA polimerase;
2- Destruio parcial do hbrido RNA-DNA (proporcionando
instabilidade da regio que permanece ligada);
3- Dissociao do RNA nascente da enzima RNA polimerase;
4- Restabelecimento da regio dupla fita do DNA;
5- Liberao da RNA polimerase da fita molde do DNA.
Transcrio em Eucariontes:
Traduo
- Processo responsvel pela sntese protica, necessita de
uma interao coordenada entre mais de uma centena de
macromolculas;
- A linguagem do mRNA est em forma de cdons, AUG,
GGC, AAA....
*cdons senso; *cdons anti-senso; *cdon de iniciao
- Ocorre em trs etapas:
incio, alongamento e trmino
REGULAO DA EXPRESSO GNICA
BACTERIANA
Controle de sntese de enzimas e outras molculas
- Os fatores determinantes para sntese e manuteno de
uma protena em uma clula so:
1- concentrao de mRNAs;
2- frequncia com que esses mRNAs so traduzidos;
3- prpria estabilidade da protena produzida.
Enzimas Constitutivas
- A taxa em que cada etapa da sntese protica ocorre
depende, parcialmente, do controle gentico interno e,
parcialmente, do ambiente qumico externo.
Enzimas Induzidas
Enzimas Constitutivas
So aquelas cuja quantidade na clula NO
influenciada por mudanas ambientais
(nutricionais, temperatura, etc.)
Enzimas Induzidas
So aquelas cuja expresso VARIA de
acordo com as condies da clula (genes
regulados)
Organizao de unidades transcricionais- Operons
- Em bactrias, muitos genes que codificam enzimas de
uma mesma rota metablica, esto localizados lado a lado
no cromossomo;
- Regulados em conjunto controlados coordenadamente;
- Operon: unidade de expresso gnica (genes estruturais
e elementos que controlam a sua expresso):
1- Promotor (ligao da RNA polimerase);
2- Operador (ligao de protenas regulatrias);
3- Genes estruturais (regio codificadora).
mRNA Policistrnico
- Cada regio do mRNA pode ser traduzido de forma
independente:
a) prprio stio de ligao de ribossomos;
b) cdon de iniciao;
c) cdon de terminao.
- Modelo coordenado de transcrio:
a) todos os genes so transcritos
b) nenhum gene transcrito
Represso e Induo
- Regulam a transcrio do mRNA e, consequentemente, a
sntese de enzimas a partir dele (formao e quantidade);
Represso
- Inibe a expresso gnica e diminui a sntese das
enzimas;
- Mediada por protenas reguladoras (repressoras) bloqueiam a capacidade da RNA polimerase de iniciar a
transcrio dos genes reprimidos;
Induo
- Ativa a transcrio de um gene ou genes;
- substncia que atua induzindo a transcrio
denominada indutor (enzimas induzveis);
1- Estrutura do Operon: (P, O,
Genes estruturais e gene
regulador);
2- Ausncia da lactose protena repressora ligada ao
stio do operador RNA polimerase no pode
transcrever;
3- Presena da lactose indutor alolactose desligamento da protena
repressora transcrio pela RNA polimerase.
1- Estrutura do Operon: (P, O,
Genes estruturais e gene
regulador);
2- Ausncia do triptofano protena desligada do stio do
operador RNA polimerase transcreve normalmente;
3- Presena do triptofano ligao com a protena
repressora protena ativa bloqueio da transcrio.
MUTAO: ALTERAO NO MATERIAL
GENTICO
- Alterao na sequncia de bases do DNA;
- Essa alterao sempre desvantajosa?
1- Mutao malfica
2- Mutao neutra
3- Mutao benfica
Tipos de Mutao
1- Substituio de bases (mutao de ponto): substituio
de uma nica base por outra em um ponto da sequncia do
DNA;
* Mutao missense:
substituio de
aminocidos na protena
sintetizada;
* Mutao anti-senso:
cria um cdon de parada
no meio de um mRNA.
2- Mutaes de troca de fase de leitura (frameshift): um ou
alguns pares de nucleotdeos so deletados ou inseridos no
DNA.
Mutagnicos
Mutagnicos Qumicos
- cido nitroso: A C
- Altera o DNA em localizaes aleatrias
Mutagnicos Qumicos
- Anlogo de Nucleosdeo: molculas estruturalmente
similares s bases nitrogenadas;
- Erros no pareamento de bases.
Radiao
- Raios X e Raios Gama:
radiao ionizante podem causar
ruptura do grupo fosfato com o
acar do DNA perdas de pares de bases mudana de fase de leitura;
- Luz ultravioleta (UV): formam
ligaes covalentes nocivas
entre certas bases dmeros de timina graves danos ou morte celular;
TRANSFERNCIA GENTICA E
RECOMBINAO
- Recombinao gentica: refere-se troca de genes entre
duas molculas de DNA, para formar novas combinaes de
genes em um cromossomo.
- Contribui para a diversidade
gentica de uma populao, que a
fonte de variao evolutiva;
Transferncia gnica vertical:
- Ocorre quando os genes so passados de um
organismo para seus descendentes
Transferncia gnica horizontal:
- Processo em que um organismo transfere material
gentico para outra clula que no sua descendente;
- Envolve uma clula doadora e uma clula receptora;
- Transformao, conjugao e transduo.
Transformao:
- os genes so transferidos de uma bactria para outra
como DNA nu em soluo;
Conjugao:
- Transferncia de DNA diretamente de uma bactria
doadora para uma receptora atravs de um tubo de
protena denominado pilus sexual;
Transduo:
- DNA bacteriano transferido
de uma clula doadora para
uma clula receptora dentro
de vrus que infecta bactrias
(bacterifago ou fago);
Plasmdeos e Transposons:
- So elementos genticos que fornece mecanismos
adicionais para a alterao gentica.
Plasmdeos
- Fragmentos de DNA que so auto-replicativos,
circulares, contendo genes, 1 a 5% do tamanho do
cromossomo bacteriano;
- Produo de toxinas, produo de pilinas, molculas de
interao entre bactrias e hospedeiros, resistncia a
antimicrobianos, produo de bacteriocinas....
Transposons:
- So pequenos segmentos de DNA que podem se mover
(ser transpostos) de uma regio de uma molcula de DNA para outra.
- Podem conter genes de
resistncia a antibiticos;
- Podem afetar a integridade
de seus genes alvos;
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