Elementos Genéticos em Bactérias

Apresentação em tema: "Elementos Genéticos em Bactérias"— Transcrição da apresentação:

1 Elementos Genéticos em Bactérias
Agradecimentos: Profa. Dra. Aline Maria da Silva Instituto de Química- USP Bibliografia: Genes VII - Benjamin Lewin Biologia Molecular Básica-Arnaldo Zaha Lenhinger Principles of Biochemistry (3a. Ed.)

2 Elementos Genéticos Cromossomo: Longo, usualmente circular, dupla- fita Plasmídio: pequeno, usualmente circular, dupla-fita Elemento transponível: DNA dupla-fita, inserido no cromossomo ou no plasmídio e que pode se transferir de lugar Bacteriófago: DNA fita simples ou dupla-fita

3 Cromossomo de E.coli 4,6 x 106 pares de bases Circular
Uma origem de replicação (Ori C) Totalmente sequenciado

4 Cromossomo E.coli

5 Plasmídios Elementos genéticos móveis extracromossomais
Capacidade de se auto-replicar Tamanho variado: 1000 a pares de bases Multicópia ou cópia única Confere vantagens adaptativas

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8 Transposons Seqüências de DNA que codificam a enzima transposase
Capacidade de se transferir (transposição): cópia idêntica é inserida em outro sítio genômico Transposons simples (Sequências de Inserção): codificam apenas a transposase Transposons complexos: transposase + outros genes (ex: resistência a antibióticos)

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10 Bacteriófagos Ciclo Lítico Ciclo Lisogênico (Prófago)

11 Ciclo lítico Ciclo lisogênico

12 Ciclo lítico

13 Transferência do material genético em bactérias

14 Transformação

15 Transformação

16 Transformação

17 Transformação

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20 Transdução

21 Conjugação: transferência de plasmídeo

22 Cromossomos Eucarióticos: Compactação do Material Genético
Agradecimentos: Profa. Dra. Aline Maria da Silva Instituto de Química- USP Bibliografia: Genes VII - Benjamin Lewin Biologia Molecular Básica-Arnaldo Zaha Lenhinger Principles of Biochemistry (3a. Ed.)

23 Compactação do Material Genético
Organismo / Compartimento Forma Dimensões Tamanho do DNA Número de bases Fago T4 iscosaedro 0,065x0,10um 55um E.coli cilindro 1,7 x 0,65 um 1,3 mm 4,6 x 106 Mitocondria Humana esferóide 3 x 0,5um 50um 10 dsDNA 16 000 Núcleo Humano 6um diametro 1,8m 46 cromossomos 6 x 109 (diplóide)

24 Número normal de cromossomos em alguns organismos

25 Empacotamento do DNA do bacteriófago lambda
Pré- Capsídeos Vazios Partícula Madura

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27 Dupla hélice de DNA: Watson-Crick, 1953 Sulco menor Sulco maior

28 enrolado superenrolado

29 Conformação tridimensional do DNA circular fechado

30 DNA circular superespiralado DNA circular relaxado
Quebra em uma das cadeias da dupla-fita

31 Superenrolamento para anular a tensão criada pela abertura da hélice

32 Superenrolamento crescente

33 Superenrolamento positivo Superenrolamento negativo

34 Introdução de superhélice negativa pela DNA girase: uma topoisomerase de E.coli.

35 Brometo de Etídio

36 Eletroforese de DNA em gel de agarose

37 Eletroforese de DNA em gel de agarose corado com EtBr
DNA relaxado Diferentes graus de superenrolamento após tratamento com topoisomerase DNA totalmente superenrolado

38 Compactação de Genomas Procarióticos
O material genético apresenta-se organizado de forma compacta ocupando 1/3 do volume total da célula bacteriana Nucleóide Densidade do DNA na célula bacteriana é alta: 10mg /ml !!!!

39 Nucleóide expelido de um célula bacteriana lisada:
Alças de uma fibra Nucleóide da Bactéria

40 Empacotamento do genoma bacteriano
Proteínas com caráter básico estão envolvidas na organização da fibra compacta e na formação das alças do nucleóide

41 Compactação de Genomas Eucarióticos
Proteínas nucleares específicas + DNA Cromatina Eucromatina Heterocromatina menos compactada mais compactada Cromossomos Estado mais condensado na Mitose ou Meiose

42 Corte de um núcleo corado com Feulgen
Heterocromatina Citoplasma Nucléolo Corte de um núcleo corado com Feulgen

43 Cromossomo mitótico Telômero Centrômero Cromátides irmãs Telômero

44 Cromossomo Artificial de Levedura (YAC)
Centrômero Telômero Sequencia para Replicação Autônoma

45 Replicação dos Telômeros

46 Cromossomos desprovidos de histonas: arcabouço de proteínas no qual as alças do DNA estão ancoradas

47 Níveis de Compactação da Cromatina
Fibra de 30nm Razão de compactação ~ Razão de compactação ~7000

48 Cerne de histonas do nucleossomo
DNA de ligação dos nucleossomos

49 Enrolamento helicoidal da fibra de 30nm: 6 nucleossomos por volta organizados radialmente

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51 Estrutura Molecular da Cromatina:Nucleossomos
Eletroforese em gel de agarose

52 Estrutura Molecular da Cromatina:Nucleossomos

53 Nucleossomo: DNA organizado em duas voltas

54 Geração da partícula central do Nucleossomo através da digestão completa com nuclease

55 Histonas: Proteínas com caráter básico (carga +) que interagem com o DNA (carga -) Nucleossomo

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57 Organização das histonas no nucleossomo

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61 Não replicado Replicado

62 Mecanismo de Montagem dos Nuclessomos na Replicação

63 No nucleossomo segmentos do DNA podem ser aproximados

64 As caudas N-terminais das histonas podem ser modificadas covalentemente de modo reversível:
Fosforilação, acetilação, metilação ou ubiquitinação Alteração funcional do octâmero de histonas levando a mudançãs estruturais da cromatina na transcrição e na replicação

65 Acetilação ou metilação da lisina ou fosforilação da serina reduz a carga líquida das histonas

66 Modelo para Transcrição na Presença de Nucleossomos

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