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Centro de Ciências Biológicas Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia Disciplina de Microbiologia Geral Guilherme Fadanni Mariana Niero.

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1 Centro de Ciências Biológicas Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia Disciplina de Microbiologia Geral Guilherme Fadanni Mariana Niero Vanessa Miranda Quorum Sensing

2 A partir da década de 60 observou-se que a maioria da células bacterianas era capaz de se comportar coordenadamente, permitindo que uma população inteira realizasse uma função em particular; Introdução

3 Mecanismo de troca de sinais no ambiente entre os microrganismos por meio de moléculas denominadas auto – indutores (AI); Determinado pela densidade celular; Concentração elevada da molécula auto - indutora leva a uma sinalização celular no qual o gene (ou genes) alvo são ativados ou reprimidos; Mecanismo

4 Quando a sinalização atinge um nível crítico, os microrganismos passam a agir como um único organismo multicelular, sendo capaz de organizar respostas unificadas favoráveis a sobrevivência da população; Mecanismo

5 Concentração; Moléculas receptoras específicas de membrana (proteína R - reguladora de transcrição);

6 Observado pela primeira vez na simbiose entre bactéria e lula; Vibrio fischeriEuprymna scolopes Primeira observação

7 Camuflagem e atração de presas para a lula; nutrientes para crescimento bacteriano; V. fischeri planctônicas molécula autoindutora em baixa concentração não luminescem; V. fischeri no fotóforo molécula autoindutora em alta concentração luz; Primeira observação

8 Ocorrência Descrita também em fungos, archaea e protozoários Pode ocorrer sob caráter intraespecífico, interespecífico e, possivelmente, inter-reino Oligopeptídeos Autoindutor-1 Autoindutor-2 Autoindutor-3

9 Auto – indutor 1 (AI 1): moléculas derivadas de ácidos graxos, sendo muito utilizadas por bactérias Gram negativas no mecanismo de comunicação intraespécies; Exemplo: N-acil-homoserina lactonas (AHLs) AHL (Gram -) Auto - Indutores

10 Auto - indutor-2 (AI-2): furanosil borato diéster, produzido por bactérias Gram negativas e Gram positivas para a comunicação intra e interespécies (universal); AI - 2 (açúcar + boro): primeira molécula com função biológica para o boro Auto - Indutores

11 Autoindutor-3 (AI-3): Estrutura ainda desconhecida, já descrita na presença de Escherichia coli O157:H7; Aminoácidos e pequenos peptídeos utilizados por bactérias Gram positivas na comunicação intraespécies; Auto - Indutores

12 Escolha do melhor momento para expressão de fatores de virulência (motilidade, entre outros); Adaptação à disponibilidade de nutrientes; Defesa contra outros microrganismos; Proteção contra componentes tóxicos (resistência); Produção de enzimas; Formação de biofilme; Importância

13 Simbiose com hospedeiro; Transferência de plasmídeos por meio de conjugação; Controle da esporulação; Produção de bacteriocinas e antibióticos; Bioluminescência; Importância

14 Desenvolvimento de substâncias análogas ou que degradem a molécula auto – indutora regular e inibir processos fisiológicos dos microrganismos; Alimentos: bactérias associadas com a degradação de alimentos regulam sua atividade enzimática pelo mecanismo de QS bioconservantes alimentares Importância

15 Medicina: importância do QS em bactérias patogênicas na infecção do organismo para escapar da resposta imune e ter sucesso na infecção: –Vibrio cholerae possui, pelo menos, três sistemas de QS que funcionam em paralelo e são capazes de regular a expressão de genes de virulência; Vibrio cholerae Importância

16 Agricultura: há interações negativas, como parasitismo e doenças, mas também simbioses onde os dois organismos se beneficiam (plantas e bactérias rizóbio); Por transgenia já há vegetais que podem produzir moléculas que induzam ou inibam os auto - indutores ALH; Novas técnicas agrícolas aumentar a diversidade de microrganismos de solo competição difícil estabelecimento de populações patógenas. Importância

17 O quorum sensing nos remete à evolução. Talvez as primeiras bactérias tenham se comunicado, depois se organizado de acordo com diferentes funções e, finalmente, formado organismos complexos. Alguns cientistas acreditam que certos aspectos do Quorum Sensing possam ter recebido uma interpretação forçada. As bactérias querem se comunicar ou isso acontece apenas por acidente? Evolução

18 Revista Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento – Edição nº 33 – julho/dezembro Bibliografia


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