Aula genetica 2010

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Aula genetica 2010

  1. 1. GENÉTICA BACTERIANA
  2. 2. 1. Ácidos nucléicos: DNA e RNA 2. Replicação do DNA bacteriano 3. Transcrição 4. Tradução 5. Mutação e Recombinação 6. Troca de materiais genéticos entre bactérias 7. Aplicação da biologia molecular de procariotos Programa
  3. 3. <ul><li>O DNA é o material genético presente em todas as células vivas, responsável por codificar todas as informações essenciais de um organismo </li></ul><ul><li>Responsável pela variabilidade dos organismos e evolução das espécies </li></ul>DNA extra-cromossômico DNA cromossômico
  4. 4. DNA - ácido desoxiribonucléico RNA - ácido ribonucléico 1 - Ácidos nucléicos DNA e RNA
  5. 5. <ul><li>Composição química: </li></ul><ul><li>seqüência de nucleotídios - cadeia polinucleotídica </li></ul><ul><li>base nitrogenada + açúcar + grupamento fosfato </li></ul>1 - Ácidos nucléicos DNA e RNA
  6. 6. Base nitrogenada 1 - Ácidos nucléicos DNA e RNA Somente no RNA (U)
  7. 7. Açúcares 1 - Ácidos nucléicos DNA e RNA
  8. 8. <ul><li>Características importantes: </li></ul><ul><li>ligação dos nucleotídios adjacentes </li></ul><ul><ul><ul><ul><li> ligações fosfodiéster </li></ul></ul></ul></ul><ul><li>extremidades da cadeia polinucleotídica </li></ul><ul><li>5´P e 3´OH </li></ul><ul><li>variações de bases nitrogenadas </li></ul><ul><li>código genético </li></ul><ul><li>pareamento específico de bases nitrogenadas </li></ul><ul><li>complementariedade de bases </li></ul>1 - Ácidos nucléicos DNA e RNA
  9. 9. Complementariedade de bases adenina - timina (DNA) adenina - uracila (RNA) citosina - guanina 1 - Ácidos nucléicos DNA e RNA
  10. 10. Estrutura do DNA bacteriano  Cromossomo único  Circular / Linear  dupla hélice  fitas complementares e antiparalelas 1 - Ácidos nucléicos DNA
  11. 11. 1 - Ácidos nucléicos DNA
  12. 12. <ul><li>Estrutura do RNA bacteriano </li></ul><ul><li>moléculas de fita simples </li></ul><ul><li>fosfato </li></ul><ul><li>ribose (açúcar) </li></ul><ul><li>bases nitrogenadas: </li></ul><ul><li>adenina (A) </li></ul><ul><li> uracila (U) </li></ul><ul><li> citosina (C) </li></ul><ul><li> guanina (G) </li></ul><ul><li>3 tipos: </li></ul><ul><li>mensageiro </li></ul><ul><li>ribossomal </li></ul><ul><li>transportador </li></ul>1 - Ácidos nucléicos RNA
  13. 13. <ul><li>RNA mensageiro - mRNA </li></ul><ul><li>Carrega informações do DNA para o ribossomo, local onde ocorre a síntese proteíca. </li></ul><ul><li>É o verdadeiro molde da síntese proteíca. </li></ul><ul><li>Tamanho determinado pela seqüência do gene e da proteína a ser codificada. </li></ul>1 - Ácidos nucléicos RNA
  14. 14. <ul><li>RNA ribossômico - rRNA </li></ul><ul><li>Correspondem a 85 % do RNA total da célula </li></ul><ul><li>São encontrados nos ribossomos </li></ul><ul><li>Agregados a ptns ribossômicas </li></ul>1 - Ácidos nucléicos RNA 50S 30S 16S 50S 5S 23S
  15. 15. <ul><li>RNA transportador - tRNA </li></ul><ul><li>Correspondem a 10% do RNA total da célula; </li></ul><ul><li>Carregam aminoácidos que se ligam de modo específico às bases do molde de RNA </li></ul>1 - Ácidos nucléicos RNA
  16. 16. <ul><li>Semiconservativa </li></ul><ul><li>Fita molde </li></ul>2 - Replicação do DNA bacteriano
  17. 17. 2 - Replicação do DNA bacteriano <ul><li>DNA circular </li></ul><ul><li>Bidirecional </li></ul><ul><li>Origem de replicação (Ori) </li></ul><ul><li>Forquilha de replicação - complexo de ptns atuando no desenrolamento e síntese de nova fita complementar </li></ul>
  18. 18. <ul><li>Sentido 5’  3’ </li></ul><ul><li>Desoxirribonucleotídios trifosfatados </li></ul><ul><li>(dATP, dTTP, dGTP e dCTP) </li></ul>2 - Replicação do DNA bacteriano
  19. 19. <ul><li>Proteínas que compõem o complexo de replicação: </li></ul><ul><li>DNA-polimerase - dNTPs na ponta 3'- OH livre e reparo </li></ul><ul><li>(vários tipos Ex: E. coli 5 DNAs polimerases) </li></ul><ul><li>helicase - desenrolamento e estabilização da dupla hélice </li></ul><ul><li>primase - formação dos iniciadores (seqüência RNA) </li></ul><ul><li>ptns de ligação a fita simples - estabilidade </li></ul><ul><li>DNA-ligase - ligação dos fragmentos de DNA </li></ul>2 - Replicação do DNA bacteriano
  20. 20. <ul><li>Síntese de RNA a partir de um molde de DNA (fita simples) </li></ul><ul><li>RNA mensageiro - mRNA policistrônico </li></ul><ul><li>enzima RNA polimerase </li></ul>3 - Transcrição
  21. 21. <ul><li>Síntese de proteínas </li></ul><ul><li>Utiliza uma fita de mRNA como molde </li></ul><ul><li>3 bases nitrogenadas = 1 códon = 1 aminoácido </li></ul>4 - Tradução
  22. 22. Código genético degenerado 4 - Tradução
  23. 23. <ul><li>Elongação </li></ul><ul><li>sítio A (aceptor) - lig de AA-tRNA </li></ul><ul><li>sítio P (peptidil) - tRNA +peptídeo </li></ul><ul><li>formação da lig. peptídica </li></ul><ul><li>sítio E (saída) </li></ul>5’ 3’ 4 - Tradução
  24. 24. <ul><li>Translocação: </li></ul><ul><li>tRNA sítio A - sitio P </li></ul><ul><li>sítio A livre - novo AA-tRNA; </li></ul><ul><li>mRNA avança 3 nt (códon) </li></ul><ul><li>tRNA livre - sítio E (saída) </li></ul><ul><li>tRNA liberado do ribossomo </li></ul>4 - Tradução <ul><li>Terminação: </li></ul><ul><li>códons UAA, UAG, UGA </li></ul>
  25. 25. Segunda aula <ul><ul><li>Mutação </li></ul></ul><ul><ul><li>Recombinação </li></ul></ul><ul><ul><li>Mecanismos de Transferência Gênica </li></ul></ul>
  26. 26. 5 - Mutação e Recombinação <ul><li>Mutação - alteração na seqüência de bases nucleotídicas do DNA </li></ul><ul><li>Mutante difere de sua linhagem parental em genótipo , com ou sem alteração do fenótipo </li></ul><ul><li>Mutações podem ser: </li></ul><ul><ul><li>positivas ou negativas </li></ul></ul><ul><ul><li>pontuais ou múltiplas </li></ul></ul>
  27. 27. 5 - Mutação e Recombinação Tipos de mutações Substituição
  28. 28. 5 - Mutação e Recombinação Tipos de Mutação
  29. 29. 5 - Mutação e Recombinação <ul><li>Ocorrência </li></ul><ul><li>Mutação espontânea - erro de transcrição ou replicaçao do DNA, falha dos sistemas de reparo </li></ul><ul><li>Mutações induzidas - agentes químicos, físicos e biológicos </li></ul>
  30. 30. 5 - Mutação e Recombinação <ul><li>1- Mutagênicos químicos </li></ul><ul><li>análogos de base Ex: 5-bromouracil análogo de T </li></ul><ul><li>agentes químicos que reagem com o DNA </li></ul><ul><ul><ul><li>Ex: ácido nitroso desamina A e C </li></ul></ul></ul><ul><li>agentes alquilantes </li></ul><ul><ul><ul><li>Brometo de etídio - inserção entre 2 pb </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>nitrosoguanidina - lig cruzada na fita de DNA </li></ul></ul></ul><ul><li>2 - Mutagênicos físicos </li></ul><ul><li>radiações não ionizantes - UV (formação de dímeros de T) </li></ul><ul><li>radiações ionizantes - raio X e gama (quebra da cadeia DNA) </li></ul><ul><li>3 - Mutagênicos biológicos - transposons e fagos </li></ul>
  31. 31. 5 - Mutação e Recombinação <ul><li>Recombinação </li></ul><ul><li>seqüências homólogas de DNA </li></ul><ul><li>pnt RecA </li></ul>
  32. 32. TRANSFORMAÇÃO DNA na forma livre é incorporado por uma célula receptora, que poderá apresentar alterações genéticas. célula receptora = célula competente 6 - Troca de material genético entre bactérias
  33. 33. <ul><li> Presença de DNA livre no meio ambiente proveniente de bactérias lisadas. </li></ul><ul><li>Primeira evidência: Fred Griffith (1928)- “princípio transformante” </li></ul>TRANSFORMAÇÃO
  34. 34. TRANSFORMAÇÃO - Integração do DNA transformante 6 - Troca de material genético entre bactérias
  35. 35. TRANSDUÇÃO A transferência do DNA da célula doadora para a célula receptora é mediada por um vírus. 6 - Troca de material genético entre bactérias
  36. 36. TRANSDUÇÃO 6 - Troca de material genético entre bactérias
  37. 37.  O DNA é transferido de uma célula para outra por ação de vírus (bacteriófagos).  Bacteriófagos não apenas infectam e matam células mas algumas vezes transferem DNA bacteriano de uma célula para outra. Os vírus que atuam nestas células desenvolvem lisogenia, isto é, seu genoma é capaz de se replicar juntamente com o genoma da célula hospedeira, sem causar sua morte. TRANSDUÇÃO
  38. 38. Plasmídios <ul><li>Pequenas moléculas de DNA dupla fita, geralmente circulares </li></ul><ul><li>São elementos genéticos extracromossômicos  Se replicam independente do DNA cromossômico  tb parece estar associado a ptns de membrana  podem ser transferidos de uma bactéria para outra </li></ul><ul><li>Possuem informações genéticas complementares ao cromossomo bacteriano </li></ul><ul><li>- Ex: Resistência a antimicrobianos, tolerância a metais tóxicos, síntese de enzimas e produção de toxinas </li></ul>
  39. 39. <ul><li>Plasmídeos </li></ul><ul><li>Pequenas moléculas de DNA circular (5 a 100 genes não essenciais) </li></ul>Cromossomo Plasmídeos
  40. 40. CONJUGAÇÃO 6 - Troca de material genético entre bactérias
  41. 41. Conjugação em Bactérias:
  42. 42. CONJUGAÇÃO 6 - Troca de material genético entre bactérias
  43. 43. Transposon (Tn) - repetições terminais invertidas 6 - Troca de material genético entre bactérias TRANSPOSIÇÃO
  44. 44. 6 - Troca de material genético entre bactérias <ul><li>Mutações positivas conferidas pela aquisição de novas seqüências gênicas: </li></ul><ul><li>Resistência a antimicrobianos </li></ul><ul><li>Produção de toxinas </li></ul><ul><li>Ilhas de patogenicidade (fatores de virulência) </li></ul><ul><li>Bacteriocinas </li></ul>
  45. 45. <ul><li>Vesículas de Membrana (MV): só em Gram-negativos </li></ul><ul><ul><li>* ME </li></ul></ul><ul><ul><li>* toxinas, DNA e ptns, sinalização </li></ul></ul><ul><ul><li>* quarto mecanismo de transferência gênica </li></ul></ul>Bactérias Gram-Negativas Parede Celular
  46. 46. SERINGAS MOLECULARES, INJECTOSSOMOS OU TRANSLOCONS * Sistema de secreção tipo III (biogênese flagelo) * Injeção de ptns célula procariota  célula hospedeira
  47. 47. Força principal na aquisição de resistência Evidencias de transferência de genes de resistência na natureza Daniela Alviano, 2007 Transferência horizontal de genes

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