Herança extranuclear em fungos

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Herança extranuclear em fungos

  1. 1. Herança extranuclear em fungos e em levedurasProfa. Dra. Adriana DantasUERGS – Bento Gonçalves, RS
  2. 2. Fungos eucariotos esporos não-fotossintéticos nutrição absortiva modos de reprodução
  3. 3. Tipos morfológicos básicos Leveduras (Células arredondadas) Micélio (céls.filalmentosas septadas ou não) Fungos dimórficos
  4. 4. Estrutura dos fungos Fungos filamentosos (bolores) Unidade estrutural = HIFA  Septada ( dividem as hifas em unidades celulares uninucleadas)  Cenocítica (nao contem septos, celulas longas e continuas com muitos nucleos) Conjunto de hifas = MICÉLIO
  5. 5. Comparação entre fungo e bactérias Fungos BactériasTipo de célula Eucariótica ProcarióticaMembrana celular Esteróis presentes Esteróis ausentes, com exceção do MycoplasmaParede celular Glicanas, mananas, peptideoglicana quitinaEsporos Produz uma grande Endosporos (não variedade de para reproduçao) esporos alguns esporos reprodutivos assexuais sexuais e reprodutivos assexuaisMetabolismo Limitado a Heterotrófico, heterotrófico; quimioautotrofico, aeróbico, fotoautotrofico, anaeróbico aeróbico, facultativo anaeróbico facultativo
  6. 6. Crescimento das Hifas Crescimento das hifas é por alongamento das extremidades Cada parte de uma hifa é capaz de crescer Fragmento quebrado, esse se alonga e foram uma nova hifa Em laboratório, os fungos crescem a partir de fragmentos obtidos de um talo de fungo
  7. 7. Tipos Hifas vegetativas – obtêm os nutrientes Hifas reprodutiva ou aérea  Responsável pela reprodução  Se projeta acima da superfície sobre o qual o fungo esta crescendo  Sustentam os esporos reprodutivos  As hifas crescem formam uma massa filamentosa chamada de micélio, visível a olho nú.
  8. 8. Hifas aéreasHifasvegetativas
  9. 9. Aspergillus nidulans
  10. 10. Tipos de Esporos Assexuais Aspergillus
  11. 11. Cryptococcus neoformans Candida albicans
  12. 12. Rhyzopus
  13. 13. Aplicações dos fungos Fornecedores de químicos (antibióticos) Controle biológico Simbiontes mutualistas Parasitas Bebidas e alimentos Biodegradação Biotecnologia
  14. 14. Neurospora Poky 1952 – Mary Mitchell isolou uma linhagem mutante de Neurospora que chamou de Poky Caracteristicas (difere do fungo selvagem)  Crescimento lento  Apresenta herança materna  Quantidades anormais de cromossomos
  15. 15. Citocromo São proteínas mitocondriais transportadoras de elétrons Necessária a oxidação para gerar energia sob a forma de ATP Três tipos de citocromos:  a, b e c Em Neurospora não há citocromo a ou b, há um excesso de citocromo c.
  16. 16. Herança maternaPoky x selvagem selvagem x Poky Selvagem Poky
  17. 17. Organismo haplóide Genitor contribui com a maior parte do citoplasma para a prole Chamado genitor materno, mesmo que não exista reprodução sexual Nos cruzamentos poky x selvagem quaisquer genes nucleares que difiram entre as linhagens parentais segrega de modo mendeliano 1:1 na prole A Prole poky é transmitida por muitas gerações quando cruzado como fêmeas Poky tem localização extra nuclear (citoplasma)
  18. 18. Cruzamentos reciprocos de poky x Neurospora normal Genitor femea contribui com a maior parte do citoplasma para a prole; Locus nuclear alelos:  ad+ e ad- (1:1)
  19. 19. Mutação poky Fenótipo mutante envolvem as mitocôndrias Crescimento lento – deficiência de ATP Tem quantidades anormais de citocromos David Luck experimento com marcação com colina radiotiva nas mitocôndrias, concluiu que mitocôndrias se propagam por multiplicação das mitocôndrias pré- existentes.
  20. 20. Teste do Heterocarion Usado para detectar herança extranuclear em fungos filamentosos Realizado em Neurospora e Aspergillus Conceito: feito com um mutante extra nuclear hipotético (crescimento lento) e uma linhagem portadora de uma mutação nuclear conhecida.
  21. 21. Fundamento genético Recuperação do fenótipo nuclear mutado do heterocarion em combinação com o fenótipo do mutante de crescimento lento (que esta sendo testado) – surgiu de ma mutação em organela. Não ocorre diploidia em um heterocarion, não há troca genética entre os nucleos. O fenótipo de crescimento lento é transferido por contato citoplasmático.
  22. 22. Herança extranuclear Pode ser reconhecida pela transmissão uniparental (geralmente materna) em um cruzamento ou pela transmissão via contato citoplasmático Herança materna serve como modelo para reconhecer a herança em organelas
  23. 23. LevedurasReprodução mistaDiploidia em levedurasocorre por fusãonuclear e não pormeiose (crossing-over)Meiose ocorre naformação dosascosporros
  24. 24. Leveduras Fungos unicelulares Não-filamentosos Esfericas ou ovais
  25. 25. • Célula parental formam uma protuberância (broto) na superfície externa • A medida que cresce, o núcleo da célula parental se divide, e um núcleosbroto migram para o broto. • O material da parece celular é então sintetizado entre o broto e a célula parental, e o broto acaba se separando da célula parental.
  26. 26. Leveduras:modo de reproduçãoProduz 24 células-filhaspor brotamento
  27. 27. Ciclo de vida da levedura Alelos nucleares a e α de terminam o tipo reprodutivo; A fusão nuclear entre haplóide a e células α produz células diplóides Passa por um ciclo mitótico (brotamento) Durante a esporulação ocorre a meiose Os brotamentos se tornam células filhas
  28. 28. Padrão de herança em leveduras Quando os brotos diploides sofrem meiose, produtos de cada meiose mostram herança uniparental Genes nucleares (alelos a e α), segregam padrao mendeliano Alelos eryR e eryS, determinam a resistencia e a sensibilidade a eritromicina
  29. 29. Mapeamento genoma mitocondrial Genes em leveduras estão ligados em um cromossomo mitocondrial ou situados em unidades estruturais? Mapeamento recombinacional Mapeamento pela analise de Petite Mapeamento de Restrição
  30. 30. Mapeamento por Recombinação Em leveduras, há segregação citoplasmática e recombinação durante a formação de brotos em citohets diplóides A recombinação envolvendo mitocôndrias é um fenômeno populacional, semelhante a recombinação de fagos A ligação é detectável apenas para os genes mais próximos Processo de recombinação é fortemente influenciado por um fator genético especifico (omega - ω)
  31. 31. Mapeamento pela analise de Petite Mutaçoes petite, antR e mit- são herdadas no genoma mitocondrial de leveduras Se baseia na descoberta de que os petites representam deleções do mtDNA Linhagens resistentes a drogas (eryR) como indutor de mutantes petite eryR x eryS = formam diplóides que formam brotos diploides Brotos diplóides são testados quanto a resistência drogas
  32. 32. Petites derivados de diploides sãotodos eryS? O evento mutacional original pelo qual surge o fenótipo petite inativa ou destrói o fenotipo grande e o fenótipo resiste a drogas O fenótipo petite é produzido por grandes deleções do mtDNA
  33. 33. Class Genome Size Acc. # Code Total Basic Other ORFs rRNAs Reference Organism /Structure /Update ORFs 14 /tRNAsAllomyces macrogynus Chy 57,473 NC001715 U 27 all rps3 2 Paquin and Lang 1996 C 3/96 25Aspergillus nidulans Asc-F 33,300 FMGP S ~17 all rps3 2 Brown et al. 1985 C rnpB ~22Candida albicans Asc-Y 40,420 NC002653 Y 12 all 2 Anderson et al. 2001 C 1/01 30Harpochytrium #94 Mon 19,473 FMGP U 14 all 2* FMGP C 8#Harpochytrium #105 Mon 24,570 FMGP U 14 all 2* FMGP C 8#Hyaloraphidium curvatum Chy 29,593 NC003048 S 18 all 2* Forget et al. 2002 L 8/01 7#Hypocrea jeorina Asc-F 42,130 NC003388 S 19 all rps3 2 Chambergo et al. 2002(Trichoderma reesei) C 2/02 26Neurospora crassa Asc-F 64,840 Whitehead S ~30 all rps3 2 Griffiths et al.1995 Institute C 27Pichia canadensis Asc-Y 27,694 NC001762 S 17 all rps3 2 Sekito et al. 1995(Hansenula wingei) C 9/95 25Podospora anserina Asc-F 100,300 NC001329 S 50 -atp9 rps3 2 Cummings et al. 1990 C 1/01 27Rhizopus stolonifer Zyg 54,178 FMGP U 19 all rnpB 2 FMGP C 24[a] Asc = Ascomycete (Y = yeast or non-filamentous, F = filamentous), Bas = Basidiomycete, Chy = Chytridiomycete, Mon = Monoblepharidales, Zyg =Zygomycete[b] Genome size in bp; C = circular, L = linear[c] NCBI accession number or source of information[d] Genetic code: U = universal; S= standard mitochondria with UGA coding for Trp, rather than termination; Y= yeast codon usage, with AUA coding forMet, not Ile, CUN = Thr, not Leu, and UGA is Trp, not Ter; C = Chlorophycean mitochondrial code with UAG being Leu, not Ter[e] Known polypeptides and ORFs greater than 100 amino acids[f] Fourteen genes common to most fungal mtDNAs; cob, cox1, cox2, cox3, nad1, nad2, nad3, nad4, nad4L, nad5, nad6, atp6, atp8, atp9. Minus signsindicate the absence of the gene indicated[g] Additional known genes: rps3 = small ribosomal protein subunit 3 (also includes small ribosomal protein S5 and Var1); rnpB = RNA component ofRNase P. Intron-encoded proteins are excluded[h] Indicates number of rRNA genes (those with asterisk are split) and tRNA genes (those with # contain members that are edited)[i] FMGP = Fungal Mitochondrial Genome Project (http://megasun.bch.umontreal.ca/People/lang/FMGP/seqprojects.html)[j] 86% sequenced
  34. 34. mtDNA leveduras : mtDNA humano

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