Recombinação em fungos

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Recombinação em fungos

  1. 1. Recombinação em FungosUERGSDisciplina: Genética de microorganismosProf. Dra. Adriana Dantas
  2. 2. Fungos filamentosos Todos os fungos multicelulares são constituídos por filamentos microscópicos ramificados, as hifas. O conjunto de hifas forma o micélio Hifas podem ser de dois tipos: ◦ Hifas cenocíticas (do grego koinos, comum, e kitos, célula) são tubos contínuos, sem divisões transversais, preenchidos por uma massa citoplasmática com centenas de núcleos. ◦ Hifas septadas apresentam paredes transversais (septos) delimitando compartimentos celulares com um ou dois núcleos, dependendo do estágio do ciclo sexual.
  3. 3. Hifas Hifas septadas: ◦ Divisões Ascomycota, Basidiomycota e Deuteromycota Hifas cenocíticas ◦ Divisões Mastigomycota e Zygomycota.
  4. 4. Genoma Maioria dos fungos filamentos – 30Mb (milhões de pares de base) Leveduras – 15Mb Pouco DNA repetitivo, exceto rDNA ◦ Phytophthora megasperma – 62Mb e 53% DNA rep. ◦ Achlya bisexualis – 42 Mb e 18% DNA rep. Numero de cromossomos – 7 a 20 ◦ Basidiobolus ranarum – incontaveis ◦ Schizosaccharomyces pombe – 3
  5. 5. Cromossos lineares Possuem centrômeros ◦ Clonados em plasmidios YAC, usados como vetores Possuem elementos transponíveis ◦ Ty de leveduras Possuem telômeros ◦ Repetições de TTAGGG Poucas metilações ◦ Phycomyces blakesleeanus – 2,9% de citosinas metiladas
  6. 6. Ciclo Sexual dos Fungos Ascomiceto ◦ Neurospora crassa ◦ Aspergilus nidulans ◦ Sacaromice serevisiae Roseta de ascas em maturação (células meióticas) de Neurospora crassa, de tipo selvagem x histona H1 Basidiomiceto GFP. Histona H1 sendo uma proteína cromossômica, a GFP-tagged núcleos ◦ Cropinus logopus (dois por esporos nesta fase) brilham em quatro dos oito ascósporos de cada asco; os restantes quatro ascósporos transportar os núcleos untagged do pai do tipo selvagem
  7. 7. Reprodução sexuada dos fungos De modo geral, a se inicia com a fusão de hifas haplóides, caracterizando a plasmogamia (fusão de citoplasmas). Os núcleos haplóides geneticamente diferentes, provenientes de cada hifa parental, permanecem separados (fase heterocariótica, n + n). Posteriormente, a fusão nuclear (cariogamia) gera núcleos diplóides que, dividindo-se por meiose, produzem esporos haplóides. sporos formados por meiose são considerados sexuados (pela variedade decorrente do processo meiótico). Algumas curiosidades merecem ser citadas a respeito da fase sexuada da reprodução: Antes de ocorrer plasmogamia, é preciso que uma hifa "atraia" a outra. Isso ocorre por meio da produção de feromônios, substâncias de "atração sexual" produzidas por hifas compatíveis A produção de esporos meióticos, após a ocorrência de cariogamia, se dá em estruturas especiais, freqüentemente chamadas de esporângios.
  8. 8. Ciclo Sexual Neurospora crassa Heterotálico ◦ Dois tipos de reação sexual ou mating types ◦ Aea Hifas com dois tipos de núcleos em um mesmo citoplasma, ou seja , no heterocário Neurospora são todas haplóides, passando a maior parte dos seus ciclos de vida no estado haplóide. No entanto, as várias espécies de Neurospora mostrar um dos três diferentes ciclos da vida: heterotálico, homotálico ou pseudohomotálico. Heterotálico é mais bem estudada;
  9. 9. Ciclos assexual N. crassa Na parte assexuada deste ciclo, a germinação e o crescimento de um haplóide assexuada de esporos (conídios) resulta em uma massa de fios ramificados (hifas), que constituem uma colônia. Hifas são essencialmente uma única célula que contém núcleos haplóides muitos. A colônia de milhões de conídios a partir de hifas aéreas, com macroconídios multinucleadas e microconídios uninucledos, e estes se dispersam e repetir o ciclo assexual se pousar em um substrato adequado.
  10. 10. Ciclo sexual N.crassa Na fase sexual, quando as colônias do tipo de acasalamento diferentes (formas simples de sexos) entram em contato, suas paredes celulares se fundem núcleos, resultando em núcleos diplóides dentro de corpos de frutificação chamados peritécios. Cada núcleo diplóide sofre meiose. Os quatro haplóide de uma meiose ficam juntos em uma bolsa chamada ascas. Em Neurospora crassa cada um dos quatro produtos da meiose sofre uma divisão mitótica ainda mais, resultando em oito ascósporos de cada asco. Ascósporos germinam e produzem hifas resultando em colônias exatamente como os produzidos por esporos assexuais.
  11. 11. Heterotálico  Dois tipos de acasalamento, que devem se unir para poder percorrer o ciclo sexual (que inclui a meiose).  Os dois tipos de acasalamento são determinadas por seqüências de DNA, estes são chamados de MAT-A e MAT-a.  Estas duas seqüências tipo de acasalamento são totalmente diferentes, então eles não representam os alelos, em vez disso, eles são chamados idiomorfos de N. crassa.
  12. 12. Acasalamento MAT-A e MAT-a Se os dois tipos de acasalamento são inoculadas em uma placa de Petri, uma linha simples ou dupla de corpos de frutificação (peritécios) de entre eles.
  13. 13. Homothallic Qualquer estirpe haplóide indivíduo pode atravessar o ciclo sexual por si só, sem o emparelhamento com outra cepa. Espécies Homotálicas não precisam de ambas as seqüências idiomorfas de MAT Em alguns casos, um ou outro pode ser detectado na seqüência genômica. A fim de ser capaz de atravessar a meiose como parte do ciclo sexual, um núcleo diplóide deve formar pela fusão de dois núcleos haplóides. Neurospora galapagoensis é uma espécie homotálica.
  14. 14. Pseudohomotálico  Espécies exigem idiomórfos MAT para completar o ciclo sexual,  Os núcleos que resultam da meiose são embalados de tal maneira que um núcleo de MAT A e um MAT é incluído em qualquer ascósporos.  Esporos individuais vão crescer em uma mistura dupla de acasalamento com tipo de núcleos, que tem tudo o que é necessário para percorrer o ciclo sexual e não precisa de emparelhar-se com qualquer outra espécie.  N. tetrasperma é o melhor exemplo de uma espécie estudada pseudohomotálico.
  15. 15. Ciclo sexual Aspergillus nidulans  Ascomicetos  Fungo homotálico ◦ não possui reação sexual ou mating types distintos  Pode cruzar com ele próprio, ou seja próprio talo - autofecundação ◦ Descendentes todos iguais  Cruzamentos entre linhagens diferentes ◦ zigoto hibrido (segregantes com constituições genéticas diferentes)
  16. 16. Ciclo sexual Aspergillus nidulans Possui filamentos Hifas multinucleadas Produzem esporos assexuais ou conídios Possui regiões especializadas em seu micelio ◦ hifas ascógenas: ocorre fusões nucleares dando n-núcleos diplóides com 16 cromossomos ◦ Núcleos haploides sofrem meiose resultam em 4 celulas haploides – divisão mitotica - oito células haplóides dentro do asco Nos ascos, os ascosporos são distribuídos livremente, 8 celulas haplóides (esporos sexuais ou ascoporo) não são ordenados
  17. 17. Ciclo de vida Aspergillus
  18. 18. Ciclo sexual de uma levedura Ascomiceto Saccharomyces cerevisae ◦ levedura da panificação, fermentação alcóolica Dois tipos de reação sexual ◦ a: mat 1-A e α: mat 1-B Não são filamentosas Possuem células individualizada Se produzem por brotamento Celulas haploides de diferentes tipos sexuais e unicleadas ◦ plasmogmia (fusão citoplasma) e em seguida cariogamia (fusão de núcleos) – celula diplóide Células diplóides dividem-se por brotamento ate induzir esporulação – sofrem meiose – 4 células haplóides ou 4 ascósporos
  19. 19. Ciclo sexual de um Basidiomiceto Coprinus lagopus Familia: Agaricaceae Fungos superiores Corpos de frutificação chamados macroscópicos (cogumelo–de–chapéu) São heterotálicos – tetrapolar – 2 genes estão envolvidos, cada um com 2 alelos A1B1 produzem filamentos com esporos assexuais – chamados oidios A2B2 – micelios e oidios Dois tipos juntos ◦ anastomoses de hifas – migração de núcleos entre os micélios – hifa dicariótica (grampos de conexão)

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