A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Princípios de Genética Microbiana. Genética (do grego genno; fazer nascer) É a ciência da hereditariedade e da variabilidade dos organismos. Definição.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Princípios de Genética Microbiana. Genética (do grego genno; fazer nascer) É a ciência da hereditariedade e da variabilidade dos organismos. Definição."— Transcrição da apresentação:

1 Princípios de Genética Microbiana

2 Genética (do grego genno; fazer nascer) É a ciência da hereditariedade e da variabilidade dos organismos. Definição A variabilidade é uma característica necessária dos organismos vivos, tanto quanto sua constância.

3 A variabilidade está associada a duas propriedades: Genótipo: potencial total herdado Procariotos: cromossomo + qualquer DNA presente 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 Variabilidade em microrganismos

4 Os microrganismos apresentam elevadas velocidades metabólicas. Em algumas horas várias gerações podem surgir Ex: E. coli: 3 gerações em 1 hora. A célula duplica o material genético antes da divisão celular clones

5 Podem surgir variantes, espontaneamente ou pela ação de fatores químicos ou físicos Mutantes resistentes crescendo dentro de uma zona de inibição

6 Variações no genoma microbiano 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.

7 As bactérias podem testar bilhões de mutações em pequenos intervalos de tempo. O ser humano deve levar cerca de 25 anos para testar uma mutação. Mecanismos: a) adição ou perda de nucleotídeos no gene (deslocamento do quadro de leitura) gera frequentemente proteínas não funcionais b) Substituição de nucleotídeos no gene (mutação pontual) proteína normal proteína incompleta proteína defeituosa (não funcional) 1) Mutações

8 Mutações por substituição de nucleotídeos

9 Vários agentes podem aumentar a frequência das mutações: Químicos: análogos de bases, agentes que reagem com o DNA Físicos: radiações raios-X, luz UV Elementos transponíveis: Transposons Agentes mutagênicos - A frequência das mutações variam bastante e podem ocorrer espontaneamente - As que são muito frequentes criam dificuldade na manutenção dos bancos de culturas: Em culturas com 10 8 células/mL é provável de se encontrar vários mutantes

10 Agentes mutagênicos químicos Brometo de etídio Análogos de bases e substâncias que reagem com o DNA - Acridinas - Nitrosaminas - Nitrato de Sódio - Gás mostarda - Fenol e compostos fenólicos - Glutaraldeído - Esterilizantes quimicos gasosos (óxido de etileno, formaldeído) - Colquicina - Ácido nitroso (HNO3) - Aflatoxina B1....

11 As bases absorvem fortemente radiação UV (260 nm é a mais letal - UVC) - Ferramenta útil no obtenção e isolamento de mutantes. Radiações ionizantes causam efeito indireto - Produção de radicais livres a partir da água que reagem com as macromoléculas Agentes mutagênicos Radiações

12 Genes de transposição Ex: gene de resistência a um antibiótico Transposons Elementos mutagênicos constituídos do próprio DNA. - Pedaços móveis do DNA

13 Isolamento de mutantes Mutantes resistentes a um antibiótico Qualquer característica de um organismo pode ser modificada por meio de mutações. As mutações podem conferir ou não vantagem a um microrganismo. Mutações podem ser detectadas pela simples inspeção visual Mutantes pigmentados e despigmentados de Aspergillus nidulans Mutantes de Halobacterium que perderam a vesícula de gás.

14 Isolamento de mutantes Meio completo Meio mínimo Plaqueamento em réplica: quando o fenótipo dos mutantes não é facilmente reconhecível. Ex. mutantes nutricionais :

15 Formação de um novo genótipo através da troca de material genético entre DNAs, geralmente entre espécies relacionadas. Nos eucariotos ocorre entre dois cromossomos homólogos durante a MEIOSE (fenômeno crossing-over). Nos procariotos a recombinação ocorre através de três processos: -Transformação, conjugação e transdução 2) Recombinação genética

16 1. Transformação: Griffith: 1928 Natureza: DNA livre (Evento marcante na biologia pois forneceu as primeiras evidências de que o DNA era o material genético) Recombinação genética

17 Experimento de Griffith (1928) Transformação Experimentos com Streptococcus pneumoniae

18 Transformação Naturalmente poucas bactérias realizam a transformação com eficiência. Entretanto, esse processo é comumente induzido, através da eletroporação utilizada na área da genética molecular.

19 Transformação Necessidade de células competentes: fase logarítmica final de crescimento e produção de proteína especial de ligação.

20 2. Conjugação Lederberg e Tatum (1946 ) - Questionaram o senso comum de que bactérias somente produziam clones de si mesmas. - Experimentos delineados para determinar se as bactérias realizam processos sexuais. Requer contato entre células Transferência de plasmídeo ou cromossomo Recombinação genética

21 Experimento utilizando mutantes nutricionais de E. coli Lederberg & Tatum (1946) Conjugação

22

23 3. Transdução Lederberg e Zinder (1951) Estudava a conjugação em outras bactérias além da E. coli e percebeu que os eventos não necessitavam de contato intercelular, mas não era uma transformação. vírus como vetor Recombinação genética

24 Transdução generalizada Baixa frequência de transferência Empacotamento acidental

25 Transdução especializada Alta frequência de transferência Luz ultravioleta

26 Mecanismos: 1. 1.Regulação da atividade enzimática 2. 2.Regulação da tradução 3. 3.Regulação da transcrição Regulação da expressão gênica Centenas de reações enzimáticas ocorrem durante um único ciclo de crescimento. Necessidade de regulação das atividades: - Melhor utilização dos recursos, menor dispêndio de energia.

27 Visão geral dos mecanismos de regulação gênica raro

28 1. Regulação da atividade enzimática Regulação alostérica (alterações na estrutura terciária da proteína)

29 A aspartato transcarbamoilase fornece N-carbamoil-aspartato para a rota de síntese de pirimidinas. É uma enzima alostérica inibida por CTP e ativada por ATP. Composta por 6 unidades regulatórias e 6 catalíticas. Carbamoil + PO 4 -2 aspartato N-Carbamoil + PO - 4 H2H2 pirimidinas aspartato ativa inativa A ligação de CTP às subunidades regulatórias fecha o acesso aos sítios ativos nas subunidades catalíticas.

30 2. Regulação da transcrição (indução) Operon: unidade completa de expressão gênica Ex: utilização da lactose (lactose)

31 2. Regulação da transcrição (repressão) Ex: síntese de arginina Processo amplamente distribuído nas bactérias, para controle na síntese de aminoácidos


Carregar ppt "Princípios de Genética Microbiana. Genética (do grego genno; fazer nascer) É a ciência da hereditariedade e da variabilidade dos organismos. Definição."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google