UERGS, Bento Gonçalves, RSDisciplina: Genética de micro organismosDra. Adriana Dantas
 Plasmídio são elementos extra cromossômicos Capacidade de existir em estado autônomo como também integrados ao cromosso...
 Os plasmídios não são essenciais. Podem estar presentes ou ausentesna célula e sua ausência não implica na inviabilidade...
 Uma vez ausentes, os plasmídios só podem ser recuperados porinfecção, o que vale dizer que tais elementos não podem ser ...
 Em Escherichia coli e em outras bactérias bem estudadas geneticamente,fica fácil detectar um plasmídio,uma vez que nessa...
 (A) Estratégia para detectar a localização decpe. (B) Os produtos de PCR para determinaçãode cpe cromossômica e plasmíd...
PlasmídioPlasmídio FF dede Escherichia coliEscherichia coliCélulas F+de bactérias possuem uma partícula no estadoautônom...
 Fagos do Tipo T2 e T4, virulentos não coexistem harmoniosamente comas bactérias atacadas. Fagos temperado são capazes d...
 Em 1925, antes, portanto de os micro-organismos serem efetivamente usados empesquisas genéticas, Gratia observou que lin...
 São produtoras de colicina, uma vez que perde essa capacidade nãopodem ser recuperadas, a não ser por contato com outras...
 A colina foi chamada de V, pois originou-se de uma linhagem virulenta de E.coli; Cerca de 20% de linhagens de E. coli p...
 Em 1955, no Japão, descobriu-se que a resistência a drogas podia ser transferida deuma bactéria para outra, por infecção...
São classificados em relação as marcas que carregamou com relação a outras propriedades, como inibiçãoda fertilidadeMarc...
 Células que não tem plasmídio são colocadas em células que tem o plasmídio, eocorre conjugação entre as mesmas e a passa...
Watanabe (1963) sugeriu o que plasmídio R tenha se originado doF;No plasmídio de F´, o Fo F,, ligando-se a genes que con...
 Feita por mistura de células contendo o plasmídio R com célulasreceptoras; Condições ótimas obtém 1% de transferência a...
 Além da conjugação também são transferidos por transdução; Fago P1 carrega todo plasmídio R de uma célula para outra; ...
Plasmidios que degradam hidrocarbonetos, quecausam tumor em plantas;Encontrados em Agrobacterium tumefaciens e temsistem...
 a) Região T-DNA (ou DNA de transferência) – contém aporção de DNA que será transferida, na forma de um fio único. Nas e...
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Herança extracromômica em bactérias

  1. 1. UERGS, Bento Gonçalves, RSDisciplina: Genética de micro organismosDra. Adriana Dantas
  2. 2.  Plasmídio são elementos extra cromossômicos Capacidade de existir em estado autônomo como também integrados ao cromossomo (epissomo); Todos os epissomos são plasmídios;Mapa circular da virulência do plasmídeo deMapa circular da virulência do plasmídeo de ShigellaShigella•Anel externo representa ORFs ("open reading frame", que poderia ser traduzido comosequência de leitura aberta, que corresponde á porção do genoma que contém a sequência debases que pode potencialmente codificar uma proteína.•O início e o final de uma ORF não são equivalentes às terminações do mRNA, mas elesnormalmente estão contidos no mRNA. Em um gene, ORFs se localizam entre o códon deiniciação e o códon de terminação.•Suas orientações de cores, codificam segundo a categoria funcional:•1. idênticos ou essencialmente idêntica à virulência conhecidos proteínas associadas(vermelho);•2, homólogos aos conhecidos patogênese proteínas associadas (rosa),•3. É altamente homólogo de elementos ou transposases (azul),•4. fracamente homóloga a IS elementos ou transposases (azul claro),• 5. homóloga com proteínas envolvidas na replicação, manutenção, ou funções doplasmídeo de ADN de outros metabólicas (amarelo),•6. nenhuma semelhança significativa com qualquer proteína ou ORF no banco dedados (castanho)•, 7. homóloga ou idêntica à ORFs conservadas hipotéticas, isto é, proteínas de funçãodesconhecida (laranja), e•8. Tn501 inserção genes associados (verde).•O segundo anel mostra completa está elementos.•O terceiro anel de teor G+ C gráficos, calculados para cada ORF e traçada em torno do valormédio de todos os ORFs, com cada valor de cor codificadas para a ORF correspondente. Aescala é, em pares de bases.• O locus de invasão virulência do plasmídeo a Shigella é uma ilha de patogenicidade, queconsiste de 38 ORFs do operons ipa-MXI-spa dentro uma extensão de 32 kb do plasmídeo.
  3. 3.  Os plasmídios não são essenciais. Podem estar presentes ou ausentesna célula e sua ausência não implica na inviabilidade da célula. Podem existir células com perda de fragmentos cromossômico ,somente a perda de genes essenciais é letal. Podem existir no estado autônomo, podem ocorrerindependentemente do cromossomo bacteriano; Podem se duplicar independentemente do cromossomobacteriano, o que significa que uma divisão do cromossomo podemcorresponder a varias divisões dos plasmídios; No estado integrado a duplicação depende do cromossomobacteriano; Os estado integrado e autônomo são reversíveis, isto é, o epissomoligado ao cromossomo pode se desligar dele e vice-versa; Na volta do estado integrado ao autônomo, o epissomo pode levaralguns genes bacteriano consigo;
  4. 4.  Uma vez ausentes, os plasmídios só podem ser recuperados porinfecção, o que vale dizer que tais elementos não podem ser formados“de novo”. O plasmídio tem de provir de outro já existente; Certas drogas podem interferir nos plasmídios, como é o caso dasacridinas, que eliminam plasmidios das células, denominada de cura(curing); São constituídos por DNA circular e superespiralizado (supercoiledDNA), muitos centenas de vezes menor que o cromossomobacteriano, Variados de 0,2% a 4% do cromossomo; grandes (100 a 200 genes),como o R,F, colIV e colI, ou pequenos (15 genes) os plasmídiosbacteriocinogênicos.
  5. 5.  Em Escherichia coli e em outras bactérias bem estudadas geneticamente,fica fácil detectar um plasmídio,uma vez que nessas bactérias sãoconhecidos numerosos marcos genéticos cromossômicos; Plasmídios essenciais são conhecidos por plasmídios F´ que podemcarregar genes cromossômicos essenciais, nesse caso se esse plasmídiofor perdido a célula morre; Indicações: Presença de plasmídio é a ocorrência de certas característicasdeterminadas por fatores não ligados a genes do cromossomo; Propriedade de promover conjugação, sua densidade em gradiente decentrifugação é diferente do DNA principal; Demonstração de duplicação autônoma a do cromossomo bacteriano Eletroforese separa-se fragmentos (banda) do DNA plasmidial do DNAcromossomal.
  6. 6.  (A) Estratégia para detectar a localização decpe. (B) Os produtos de PCR para determinaçãode cpe cromossômica e plasmídio. Colunas : 1-4 – estirpe cromossômica cpe NCTC 8239; 5-8 - um plasmídio estirpe cpe T102 M - marcador, 1 e 5 - PCR com um primer cpe definido ETP-KF e ETP-K-R1; 2 e 6 - os produtos de PCR do fragmentoentre uapC cromossômica e CPE com umconjunto de iniciadores e uapC ETP -K-R1 3 e 7 - os produtos de PCR do fragmentocromossômico entre cpe e NADC com umconjunto de iniciadores ETP-KF e NADC; 4 e 8 - os produtos de PCR do fragmentoentre DCM e cpe plasmídeo com umconjunto de iniciadores dcm e ETP-K-R2.
  7. 7. PlasmídioPlasmídio FF dede Escherichia coliEscherichia coliCélulas F+de bactérias possuem uma partícula no estadoautônomo capaz de promover conjugação;Célula F+ poder doar a partícula a muitas outras células F-evidencia que a duplicação da partícula tem de ser mas rápidae , portanto, independente da do cromossomo bacteriano;Existência de células Hfr, que apresenta o F incorporadocromossomo demonstra que a partícula pode passar do estadoautônomo para o estado integrado; Retorno das células Hfr ao estado F+indica que fenômeno éreversível, enquanto a incapacidade das células F+transferirem ocromossomo, ou de células Hfr transferirem o plasmídio Fautônomo, indica que os dois estados são exclusivos.
  8. 8.  Fagos do Tipo T2 e T4, virulentos não coexistem harmoniosamente comas bactérias atacadas. Fagos temperado são capazes de manter uma coexistência harmoniosa com a bactériaatacada. Fago λ, após infecção da célula, mantém o fago no estado de profago associado aocromossomo bacteriano, ou seja, no estado integrado, e nesse estado, duplica-seconjuntamente com o cromossomo; Por indução, ou mesmo espontaneidade, o profago desliga-se do cromossomo e volta aoestado autônomo, duplicando-se independentemente do cromossomo bacteriano, chegandoa lisar a células e infecta novas células; Existência do estado autônomo e integrado, e reversibilidade entre os dois estado,; Fago é constituído por DNA com tamanho cerca de 1/100 do cromossomo da bactéria,existência de transdução restrita, em que o profago leva o gene da galactose de uma célulapara outra, considera os fagos temperados como plasmídios e, inclusive são epissomos.Fagos TemperadosFagos Temperados
  9. 9.  Em 1925, antes, portanto de os micro-organismos serem efetivamente usados empesquisas genéticas, Gratia observou que linhagens de E. coli produzi umasubstancia antimicrobiana capaz de lisar outra linhagem da mesma bactéria; Em 1940 Gratia e Fredericq, denominam a substancia de colicinacolicina, e verificaramque o evento ocorria também em outros gêneros: Aerobacter, Citrobacter, Pseudomonas, Salmonella, Shigella, etc. As colicinas, tb denominadas bacteriocinas, são proteínas, sendo entãodestruídas por enzimas proteolíticas. A capacidade de lisar as células é semelhante dos fagos; colicinas são adsorvidas por receptores específicos na parede celular das célulassensíveis; Receptor da bacteriocina 336 foi isolado e purificado em Proteus morganii,comportando-se como uma lipoproteina. Tratamento com pronase impede a atividade do mesmo.
  10. 10.  São produtoras de colicina, uma vez que perde essa capacidade nãopodem ser recuperadas, a não ser por contato com outras da mesmaespécie; Essas células tem um plasmídio colinogênico (colcol) e as célulasportadoras dele, de colcol++; essas são imunes a sua própria colicina,visto que não tem receptores específicos; Nem todas as células de uma população colicinogencias produzemcolicinas; Essas células são constituídas de DNA, alguns são capazes depromover conjugação, existem em estado autônomo, podem duplicar-se independentemente do cromossomo e não são essenciais as célulasque os contem.
  11. 11.  A colina foi chamada de V, pois originou-se de uma linhagem virulenta de E.coli; Cerca de 20% de linhagens de E. coli produzem colinas; As colinas constituem uma família numerosas de proteínas, assim foramdesignadas por letras maiúsculas (A,B,E, K, V, etc) cada uma produzida pordiferente plasmídio; Há cerca de 20 colinas descritas; Colinas E ainda são subdivididas em E1, E2, E3; Colinas I em Ia, Ib; Colina K tem peso molecular de 60.600 pb se associa a carboidratos e lipídios; Algumas colinas são capas proteicas de fagos defectivos – piocina dePseudomonas.
  12. 12.  Em 1955, no Japão, descobriu-se que a resistência a drogas podia ser transferida deuma bactéria para outra, por infecção, sendo que resistência a varias drogaspoderia ser transferida “de uma vez só”de uma vez só”; Esse fenômeno transferência de resistência “de uma vez só”de uma vez só”, foi observado emestreptomicina, tetraciclina, ampicilina, clorafenicol, sulfonamida, canamicina,neomicina, etc. e em muito gêneros e espécies de bactérias como Shigella, E. coli,Salmonella, Vibrio comma, Serratia, etc; Essa transferência se faz não só entre espécies como também entre gênerosdiferentes, como entre Shigella e Escherichia; Os plasmídios R são os agentes responsáveis pela transmissão de resistência adrogas, constituídos de DNA,mas são independentes do cromossomo bacteriano; Parte do plasmídio R, é chamado de RTF (Resistance Transfer Factor) ou seja,transferir resistência múltipla a drogas.
  13. 13. São classificados em relação as marcas que carregamou com relação a outras propriedades, como inibiçãoda fertilidadeMarcas de resistênciaSu – sulfas; Sm – streptomicina; Cm - cloranfenicolTc – tetraciclina; Km – canamicina; Nm – neomicinaPenicilina e derivados Ap – ampicilinaSp – spectinomicina; Ge – gentomicinaHg, Co, Ni – sais de metais pesadosCol - colinas
  14. 14.  Células que não tem plasmídio são colocadas em células que tem o plasmídio, eocorre conjugação entre as mesmas e a passagem do plasmídio R. Considerado um plasmídio conjugativo como se fosse um plasmídio F. Periodato impede temporariamente a infecção, aliado ao fato de que plasmídio Ré constituído de DNA, de tamanha semelhante ao plasmídio F e que pode sereliminado por acridinas, o que torna os dois plasmídios semelhantes. Duplica-se independentemente do cromossomo bacteriano Pode esporadicamente transferir o cromossomo Plasmidios R são classificados em plasmidios fi+ e fi-. De acordo com a repressão ou não do plasmidios F: Se uma célula F+ e infectada com um plasmídio Rfi+, cessa a função F, pois Rfi+produz um repressor que limita o aparecimento das pontes de conjugação ou FF´pili.´pili. Se uma célula F+ é infectada por um plasmídio Rfi- a função F não se altera.
  15. 15. Watanabe (1963) sugeriu o que plasmídio R tenha se originado doF;No plasmídio de F´, o Fo F,, ligando-se a genes que confereresistência a drogas, foi sendo feito seleção natural;Implica que ocorreu diferentes ligações a diferentes partes docromossomo bacteriano cada vez que levava um gene consigo;Transposons (elementos transponíveis) tiveram papel importantema formação desses plasmidios R;Gene para resistência a estreptomicina, localizado no plasmídio R,é dominante em relação ao cromossômico em o posição ao strstrrrdocromossomo, que é recessivo em relação ao strstrss.
  16. 16.  Feita por mistura de células contendo o plasmídio R com célulasreceptoras; Condições ótimas obtém 1% de transferência após 1 hora de contato; Todas as entobacterias atuam como hospedeiros de plasmidios R, epodem ser transferidos a Vibrio, Yersinia, Aemonas, etc. No sistema chamado HFRTHFRT poderá ter ate 100% de transferência, cujafrequência , após algumas gerações, volta ao normal, em virtude dopróprio plasmídio R ter um repressor que inibe a formação de pilus; È a inibição da fertilidade produzido por genes designados fim;
  17. 17.  Além da conjugação também são transferidos por transdução; Fago P1 carrega todo plasmídio R de uma célula para outra; Fagos P22 eE15, de Samonella, fazem o mesmo,podendo carregar apenas uma parte de R; Plasmidios R, tipo fi+, tem duas subfrações, primeira delas com baixa percentagem de G+C a segunda, com 56-58% de G+C; Por deleção o plasmídio pode perder a capacidade de dar resistência a um ou masantibióticos e isso permite dizer que a porção capaz de dar resistência a tetraciclinas tem48-50% de G+C e a parte capaz de produzir resistência a sulfonamida, estreptomicina eneomicina tem 51-54% de G+C; A importância pratica dos plasmidios R tem de ser acentuada, pois é proibido em váriospaíses o uso indiscriminado de antibióticos, principalmente em rações. Em animais,células bacterianas com plasmidios R são frequentemente isoladas; em peixes porexemplo, foi isolada Aeromonas liquefasciens .
  18. 18. Plasmidios que degradam hidrocarbonetos, quecausam tumor em plantas;Encontrados em Agrobacterium tumefaciens e temsistema de transferência sexual entre bactérias , eentre bactérias e plantas;O Plasmídeo Ti e suas características genômicas:Contém cerca de 200 Kbases, existindo em cópia única,com genes que codificam para múltiplas funções, quasetodas relacionadas com a transferência e integraçãodeste plasmídeo (o T-DNA) no genoma da célulavegetal.
  19. 19.  a) Região T-DNA (ou DNA de transferência) – contém aporção de DNA que será transferida, na forma de um fio único. Nas extremidades (esquerda e direita) são delimitadas por 25pares de bases em repetições diretas imperfeitas. Qualquer seqüência de bases que for inserida entre essas duasextremidades, será integralmente transferida para a planta,independente de seu tamanho, e inserida, ao acaso, ao seugenoma. b) Genes Vir ou Região Vir (Vir = virulência) Genes desse agrupamento codificam para, respectivamente:expressão de produtos responsáveis pelo processo deexportação do T-DNA da bactéria para a planta; catabolismo deopinas; transferência conjugacional do plasmídeo Ti paraoutros isolados de Agrobacterium sp. Na Região Vir estão os agrupamentos A, B, C, D, E, F e G, quecontêm os genes VirA, VirB, VirC, VirD, VirE, VirF e VirG, todosparticipantes ativos do processo geral de transformação daplanta pelo patógeno. c) Região Occ – Nesse grupamento estão os genes quecodificam para síntese e catabolismo de opinas. d) Região Rep – Aqui estão os genes responsáveis pelaautoreplicação do plasmídeo ; e) Região Tra – A expressão de genes situados nessas duasregiões origina produtos que governam a transferênciaconjugacional do plasmídeo Ti para outras espéciescompatíveis de Agrobacterium.

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