Plasmídeos- Genética Bacteriana

1. PLASMÍDEOS
Bárbara Nazly
Crisvania Nascimento
Hemilly Rayanne
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO- UPE
GRUPO DE RESISTÊNCIA MICROBIANA- UPE/ UFRPE

2. PLASMÍDEOS
• Definição: Elementos genéticos móveis extracromossômico que se replicam de maneira
autônoma e autocontrolada;
• Encontrados em eucariotos, arqueas e bactérias;
• Bactérias com cromossomo circular – plasmídeos circulares;
• Bactérias com cromossomo linear - plasmídeos lineares;
• Plasmídeos pequenos – 1-10 kb;
• Plasmídeos maiores – 50-100 kb;
• Em geral carregam genes não essenciais para a sobrevivência da bactéria.

3. PLASMÍDEOS
• Em qualquer tipo a replicação se inicia em um ponto específico, a origem de replicação (oriV);
• A origem de replicação determina várias das propriedades dos plasmídeos, como a amplitude de
hospedeiro e o número de cópias;
Mecanismo de replicação
Replicação do tipo teta Círculo rolante

4. PLASMÍDEOS
• Replicação do tipo teta:
 Depende de proteínas que reconheçam a oriV;
 A abertura das fitas na oriV é seguida da montagem de duas forquilhas de replicação;
 Unidirecional ou bidirecional;
 Alguns plasmídeos possuem sítios para a ligação da proteína DnaA na oriV;
 Essa proteína inicia a replicação do plasmídeo, juntamente com a replicação do cromossomo;
 Proteínas Rep (ligam-se a oriV e iniciam a replicação);
 Em geral, próximo ao sitio de ligação das proteínas Rep, está uma região rica em A-T, que
favorece a abertura das fitas.

5. PLASMÍDEOS

6. PLASMÍDEOS
• Replicação por círculo rolante:
 A proteína de replicação se liga ao sítio da origem e cliva umas das fitas;
 Ligando-se a extremidade 5’;
 A extremidade 3’ livre gerada serve de iniciador para a replicação pela DNA polimerase III;
 A proteína de replicação então cliva novamente a nova oriV gerada, gerando um DNA fita
simples circular;
 Este processo pode se repete várias vezes, sempre gerando novos DNAs fita simples
circulares

7. PLASMÍDEOS

8. PLASMÍDEOS
• Todos os plasmídeos têm que controlar o seu número de cópias;
• O número de cópias de um plasmídeo por célula é definido por sua oriV;
• Plasmídeos com alto número de cópias (ColE1), tendem a reprimir sua replicação
somente quando atingem um determinado número de cópias – Plasmídeos relaxados;
• Plasmídeos com baixo número de cópias (F), exercem controle maior quanto ao início da
replicação;
• Alguns são dependentes de DnaA para a sua replicação, seja sozinha ou associada a
proteína Rep.

9. PLASMÍDEOS
Classificação – Propriedade de transferência
1. Plasmídeos conjugativos
2. Plasmídeos não- conjugativos

10. PLASMÍDEOS
• Plasmídeos Conjugativos
 Medeiam a conjugação;
 São grandes;
 Possuem os genes necessários à
sua replicação autônoma e para
transferência de DNA. Ex:
genes para o pilus sexual.

11. PLASMÍDEOS

12. PLASMÍDEOS

13. PLASMÍDEOS
• Plasmídeos não-conjugativos
 Não medeiam a conjugação;
 São menores;
 Não possuem um ou mais genes necessários para a transferência de DNA;
IMPORTANTE: Um plasmídeo não-conjugativo pode ser transferido por conjugação se a
célula já abriga um plasmídeo conjugativo.

14. PLASMÍDEOS
• Sistemas de partição e manutenção
Garantem que pelo menos uma cópia do plasmídeo seja segregada para cada
célula-filha após a divisão celular.
Plasmídeos de alto número de cópias – distribuição aleatória para a células-
filhas – Não há mecanismos específicos para a segregação eficiente.
Plasmídeos de apenas uma cópia (F, P1 e R1) codificam o sistema parS - genes
parA e parB, que codificam proteínas envolvidas na segregação dos plasmídeos.

15. PLASMÍDEOS
• Sistemas de partição e manutenção
Sistema TOXINA X ANTITOXINA
TOXINA = Estável ANTITOXINA = Instável

16. PLASMÍDEOS
Grupos de Incompatibilidade:
• Alguns plasmídeos interferem na estabilidade de outros;
• Incompatibilidade: Impossibilidade de dois plasmídeos se propagarem estavelmente na
mesma linhagem;
• Interferência nos sistemas de replicação ou partição Perda plasmidial;
• Centenas de grupos de incompatibilidade já foram descritos.

17. PLASMÍDEOS
Grupos de Incompatibilidade:
• Dois plasmídeos com sistemas de replicação iguais será reconhecido pelo sistema de
controle de número de cópias como o mesmo.
• Dois plasmídeos distintos com o mesmo sistema de partição pode não ser distribuído de
forma equitativa;

18. PLASMÍDEOS
Incompatibilidade e conjugação:
• Os sistemas de transferência plasmidial (genes tra) estão relacionados aos sistemas de
incompatibilidade;
• Sistema de exclusão de entrada (entry exclusion - Eex): Impede a entrada de outro
plasmídeo de mesmo tipo na bactéria → Evita o contato inicial ou inibe a entrada do
DNA;
• Plasmídeos promíscuos (Exs: IncW, IncP e IncN).

19. • PARTIÇÃO
 Partição é um processo ativo, funcionalmente equivalente a
mitose, necessária aos plasmídeos de baixo número de
cópias para garantir a distribuição regular de suas cópias
para as células filhas;

20. • PARTIÇÃO
Todos esses plasmídeos possuem um módulo de partição específica
que compreende três elementos:
1. um de atuação cis (sítio cetrômero-like) = matriz de sequencia
repetida - parS;
2. dois genes: parA (codifica para uma ATPase) e parB (codifica a
proteína de ligação ao centrômero).

21. • PARTIÇÃO
Fig.1 A. Partição de plasmídeos F e pB171 utilizados em estudos de incompatibilidade.

22. • PARTIÇÃO
O evento que define
partição em movimento
é o conjunto de parB em
parS para formar um
complexo partição em
cada réplica plasmídeo.
Polimerização
parA
ParA
actina-like
ATPase

23. • INCOMPATIBILIDADE
 O termo refere-se geralmente à instabilidade recíproca dos plasmídeos
portadores do mesmo centrômero, mas também foi estendido para a
instabilidade causada por um excesso de uma ou de outra proteína
partição;
IMPORTANTE! Evitar um desequilíbrio ou excesso de parA e/ou parB é
indicado pelo arranjo do operon e da auto-regulação da sua transcrição por uma
ou ambas as proteínas.

24. • PARTIÇÃO INCOMPATIBILIDADE
Uma sugestão alternativa, diz que centrômeros adicionais privam plasmídeos
da parB necessária para a partição, por competir pela proteína, foi proferida
implausível pela constatação de que a expressão do gene par é autoregulada e
deve, assim, compensar para qualquer déficit.

25. • PARTIÇÃO INCOMPATIBILIDADE
Um modelo mais robusto baseia-se na ideia de que os complexos de
partição de um dado par tem especificidade uns com os outros, e são postos
em prática pelo seu aparelho de partição cognato, independentemente do
replicon onde eles estão situados.
Dois plasmídeos incompatíveis expõem seus centrômeros ou
complexos de centrómero para o outro, permitindo a formação de
misturas, bem como pares afins. Pares mistos são orientadas em qualquer
direção com igual probabilidade, de modo que o aparelho de partição
segrega os seus plasmídeos aleatoriamente.

26. PLASMÍDEOS
• PARTIÇÃO INCOMPATIBILIDADE
Há boas evidências de que os complexos de partição pode emparelhar
plasmídeos;
O emparelhamento preferencial de centrômeros irmãos sugerida como explicação
para a estabilidade do plasmídeo dicêntrico, implicaria que o agrupamento de
complexos de partição é limitada.
No entanto, a incompatibilidade e afinidades de parB, por centrômeros,
completa e reduzida foram totalmente consistentes com o emparelhamento
misto, e isso tem mantido seu status como o modelo preferido.

27. OriV
Amplitude de hospedeiros
Número de cópias
Estabilidade Sistemas de
Partição e
Manutenção

28. PLASMÍDEOS
Modelos de partição plasmidial:
• Plasmídeos de alto número de cópias são estavelmente mantidos por segregação
randômica;
• Plasmídeos de baixo número de cópias possuem sistemas gênicos de partição ativa;
• Segundo Bouet et al (2007) o modelo do pareamento misto é o mais aceito como passo
necessário para a partição plasmidial.

29. PLASMÍDEOS
Modelos de partição e incompatibilidade:
• Problemas no pareamento misto;
• Distribuição aleatória de plasmídeos durante a divisão celular/ Posicionamento
perturbado;

30. PLASMÍDEOS
Conclusões:
• Três modelos de incompatibilidade com base no centrômero (Pareamento misto é o mais
aceito);
• Modelo alternativo (Pareamento indireto).

31. OBRIGADA!