Microbiologia Básica -Aula 09: Genética Microbiana

Oi e aí pessoal tudo bem com vocês aqui é o Wesley e essa é a nossa nona aula do curso de microbiologia básica hoje continuaremos aquele discutir acerca do Genoma e da genética microbiana essa segunda aula e espero que vocês curtam venha comigo é o primeiro ponto que eu quero discutir quê que vocês é evolução dos genomas microbianos Então mas ele nos agora nos apropriarmos de alguns acabou os seus teóricos que são extremamente essenciais para que a gente consiga discutir os mecanismos Associados com transferência de genes em microrganismos bem eu preciso que você se atentem

que existe uma série de elementos que são extremamente importantes a serem descritos com documentos sobre a cerca do Genoma microbiano E como que ele evolui bem a transferência das características genéticas de uma geração para outra se dá através de alguns mecanismos mais simples mecanismo de transferência vertical tá nós veremos aqui que existe um processo de replicação esse Gene e por consequência a divisão binária ou haverá se um outro mecanismo de transferir a transferência horizontal de maneira qual essa transferência ela se dá basicamente por transformação transdução ou conjugação beleza toma bem na nossa aula anterior não

codificante de um organismo nós tínhamos laje a dinâmica estrutural A genômica funcional e genômica comparativa sendo esta a última associada aí com genes relacionados evolutivamente em outras palavras como comenta-se sobre genômica comparativa eu quero que vocês entendam que é justamente agora o momento o qual Analisa se aí o Genoma de organismos estabelecendo-se relações evolutivas sequências circulares podem indicar um sonho Oi e aí um aspecto muito interessantes inscrita vocês é que nem sempre uma se conhecer similar compartilhe máscara evolutivas nesse sentido é necessário que haja uma evidência experimental para que nós consigamos associar a sequência a

uma determinada função em outras palavras o que significa isso e embora haja uma sequência simulada entre um organismo e outro não quer dizer necessariamente que eles eles compartilhem uma ancestralidade em comum tá bom e nesse sentido a gente utiliza se agora da genômica Estrutural ou seja faremos uma fermento dienico de maneira Qual a gente consegue observar assim temia ou seja conservação de uma ordem genética entre os organismos relacionados evolutivamente então a priori precisa analisar e posterior a isso nós precisamos Observar se isso é conservados se acontece em uma relação direta posto isto e a gente

a dentro agora no conceito de genes homólogos e genes parecidos e são basicamente genes consequências relacionadas a uma história comum analizar-se cladograma aqui para que vocês consigam entender dois conceitos extremamente importantes como se Comente sobre homologia que é o conceito de genes ortólogos e genes parálogos Então vamos lá e que acontece nós temos aqui um gene em comum tá esse Gene ancestral ele dá origem a um gene a e o gene B sendo sendo que esse Gene a ele pode agora e um processo que vai ter uma divergência com duas espécies Ah tá E esse

Gene aqui ele também pode ser originada aqui por mais PS2 percebam que nesse processo aqui nesse gênero e se duplicou né teve uma duplicação gênica e a princípio nós tivemos aqui um conceito no qual você tem uma divergência entre as espécies Oi e um com uma outra situação na qual esses genes são compartilhados em uma mesma espécie Então o que acontece quando a comenta-se sobre um gene ortólogo é basicamente um gênio estão encontrados e espécies diferentes e basicamente eles estão atreladas aqui com o processo de especiação Beleza então quando acontece um processo de especiação nós

teremos agora uma situação de genes ortólogos ou ser genes que estão em espécie diferenças Em contrapartida quando a gente tem um processo no qual você tem uma mesma espécie nós temos um processo denominado como genes parálogos você veja deles uma mesma espécie estão diretamente traz aqui com o processo de duplicação gênica beleza o posto isto O que que eu quero que vocês entendam a duplicação gênica É um mecanismo genético mais plausível para que nós consigamos explicar por exemplo há o surgimento de grupos e famílias de G porque logo após os processos duplicação ambas as cópias

vão acumular mutações E essas mutações que vão se acumulando pode torná-las extremamente distintas ou seja completamente diferente se aquele diferencial e por consequência a nesse processo de distinção gênica Você pode até agora uma nova função ou até mesmo uma situação na Qual você tem uma inativação de uma determinada função ele chama de seu do gênio é mas para que vocês consigam entender os meandros de só surgimento de genes ortólogos parálogos eu quero que vocês entendam de maneira geral que esse processo de distinção ativação ou inativação surgimento ou não surgimento de novas funções acarreta agora no

aumento da biodiversidade de forma qual esse processo de surgimento de mutações vai aumentar o pool gênico ou seja aumenta a diversidade de aspectos mais importantes assim escrito aqui é vocês é que o processo de mutação Você pode ter diversas modalidades de mutações nós temos aqui mutações que você vai ter que na extensa no tation nós temos deixam umas passar em cima deixando o wi-fi e etc o que significa isso e uma delas implicado uma mutação são justamente erros no processo de pareamento das bases aí pela dele em outras palavras você tem uma alteração na sequência

do DNA e por consequência e sua cá é toma o processo de replicação e tradução completamente diferente então a gente tem vários efeitos que podem acontecer uma mutação se pode ter uma mutação silenciosa você pode temas uma mutação que pode por exemplo a Caetano uma proteína não funcional ou uma mutação que pode fazer uma síntese proteica não completa ou até mesmo uma mutação e ela não vai causar nada tá e por consequência a gente precisa já viu lá nas aulas de replicação de Genoma e de Genoma de DNA etc existe uma série de várias classes

de DNA polimerase nós estamos trabalhos com inscritos e cole que apresentam aí DNA polimerase um dois e três e aí em especial que ele está cá para vocês e pode ser que nesse processo de replicação do DNA aconteça o clareamento na hora é quado e por consequência a própria arquitetura celular de um organismo procarioto lança mão de um sistema denominado como sistema SOS e um sistema de mecanismo de reparo de DNA ar e aí um aspecto interessante é que esse mecanismo de resposta SOS de reparo ele não é muito preciso e por consequência disso pode

ter situações na qual essas mutações vão super pessoal vamos lá e tem a se arrepiar Prime o pacote fazer o que a um DNA danificado a tia vai alinhar arrepiar E aí você vai ter r a ativando aqui alexya proteína e vai fazer um processo de tentativa de corrigir esses erros E no entanto esse processo de correção ele não é extremamente efetivo e aí isso pode acarretar agora uma situação na qual você pode ter aí uma mutação se perpetuando pela natureza tá Como cometer para vocês o início da nossa aula você tem dois processos extremamente

importante é inscrito em processo de transferência vertical Ou seja aquele processo no qual a céus implica e as mutações são passados eu fui que a gente acabou de escrever aqui de forma bastante breve mas agora o que vai ser o boom da nossa aula é o processo de transferência horizontal tá a transferência horizontal de genes ela se dá por três mecanismos de transformação transdução é conjugação de maneira qual esse processo de fluxo horizontal de genes ocorre amplamente na natureza e pode envolver diversos domínios e filogenia me liga e nos veremos ao longo da nossa aula

agora que essa transferência de genes ela pode tá agora a sucesso com diversos domínios pelo genéticos arqueias eucariotos e até mesmo pro cabelo tá bom então vamos primeiro aspecto a ser destacado aqui Mas precisamos entender o que que é sinais de transferência horizontal basicamente um sinal de transferência horizontal nada mais é do que a presença de proteínas de espécies filogeneticamente distintas o conteúdo de guanina e citosina e cordas preferencialmente distintos dos outros genes organismo essa pergunta etapa somente o quê que significa isso a transferência de genes ela vai permitir primeiro aquisição de novas características e

um aumento da diversidade metabólica mas veremos que quando a gente vai analisar filogeneticamente espécies nós vemos que o conteúdo de guanina e citosina é diferente os códons preferenciais para associar-se com determinadas vias metabólicas são completamente diferentes tá então nós veremos que a proteínas e conteúdo de guanina citosina e etc são elementos decisivos para que a gente consiga estabelecer aí Alguns algumas inferências acerca se houve ou não transferência de genes Tá bom então o primeiro conceito que O que é qual foi essa sequência de transferência horizontal Além disso um outro conceito extremamente importante é o de

recombinação genética que nada mais é do que uma troca física de DNA e por consequência a gente tem agora um conceito extremamente crucial para de recombinação homóloga O que significa iria recombinação homóloga nada mais é do que uma troca de sequências de DNA parecidas a partir de duas origens distintas ou seja consequência homóloga nada mais é do que uma sequência de DNA praticamente Idêntica e vai permitir um pareamento de bases de maneira qual você consiga fazer uma extensão de duas moléculas de DNA que a gente denomina como crossing-over lembra-se lá da meiose que aquele processo

no qual os cromossomos se emparelham e troca um pedacinhos pois muito bem a recombinação homóloga e ela também pode ser denominada como permutação o crossing-over tá E aí nós temos as proteínas recriar ou tipo recchia também que em artese eucariotos São extremamente importantes para que aconteça esse processo aí de recuperação homóloga Então vamos lá e que acontece aqui a princípio nós temos um processo no qual se tem que ter o delineador e aí você vai ter uma classe de proteína chamada de endonucleases e faz um processo de clivagem ou seja ela vai quebrar uma dessas

frutas de DNA tá ela corta literalmente os por isto agora nós temos aqui as ssb portais assim estendendo bem Ryan aquelas meninas que estabilizam essa clivagem e a ir e essa fita que foi cortada agora era separada da outra por proteínas do tipo ele casa mesmo assim aquelas proteínas se ligavam DNA e fazer a separação das fitas bem acontece isso agora a você tem agora um segmento aqui de fita simples e vai se ligar a proteína é que a ou a proteína se o tipo hackear beleza e aí na hora na Qual você tem esse

complexo rack a fita simples você tem agora um processo de clareamento dessa suspensão molas de uma das fitas do DNA receptor e esse processo de clareamento por por sua vez promove o que a remoção da outra fita de DNA receptor E aí você vai querer agora um processo no qual você chama de heteroduplex Ou seja você forma que o intermediário e recombinação Tá então vamos lá voltando aqui ainda nuclease livro essas fitas você tem agora celica E essas fitas uma dessas fitas aqui se liga a relíquia a e agora você forma um complexo é que

a simples de maneira como você vai forma agora essa Tríade aqui né porque a gente chama de heteroduplex Oi e aí por sua vez feito isso nós temos agora essas fitas sendo separadas ou sendo resolvidas entre aspas por uma classe de proteínas chamadas de ontem nos ovários que fazem processo de clivagem e paz aqui a união essas fitas é só vai faltar mas o que vai acontecer olha que coisa linda quando você tem esse processo de União dessas feitas você forma aqui produtos diferentes dependendo aero.de clivagem ó então tem várias formas você formar novas proteínas

novas fitas recombinantes por recombinação homóloga por isso né então que tem novamente mas conexão você tem as pipas relação privadas você que se liga que com processo de as helicases você tem agora a união lá com a proteína é que a você forma agora o complexo é que a fio a forma região Eletro duplex e aí você tem agora a um processo de clivagem pelas isoladores e você vai ter que ir heteroduplex não recombinantes e é trás do Plex recomendado por isso né então é isso simplificadamente tá então Esse é um dos mecanismos então a

transferência de genes em bactérias ela segue basicamente esses processos estão tem recuperação E por aí vai agora quando a gente fala especificamente de transformação O que é a transformação é uma situação na qual dele é liberado em uma célula e ele é captado por uma outra célula que nós temos não como célula receptora Oi tá essas alocar paz aí decapita mulher para de DNA a se chama ela simples ela competente e essa capacidade ela é basicamente determinadas geneticamente ou seja significa isso a geneticamente essa célula competente ela vai ter proteínas que nós teremos uma Trindade

um processo de envolvido com a captação e esse processamento do DNA tá E como que você acontece esse processo de captação e processamento do DNA existe um mecanismo chamado decola um simples e é um processo no qual estas bactérias competência com por exemplo o bacilo sul pelo streptococcus secretam um petismo proteína em concentrações elevadas vindos a essa competência na matéria toma e ela vai ser que é uma proteína que vai ser capaz de fazer essa internalização desse DNA exógeno pra dentro dela tá um aspecto interessante a ser inscrito para vocês é esse processo de transformação

natural ela não acontece em todas as bactérias né ela acontece alguns grupos específicos de bactérias e arqueas como assim não tô bactéria bacillus e staphylococcus amorfos nem séria aeternus e um detalhe é que é extremamente raras tanto em escrito e collies e outras gram-negativas Tá mas é pensando agora de forma prática usual no dia a dia a gente consegue fazer daqui transformação de matérias e cole por exemplo com DNA exógeno que justamente um dos princípios que a gente utiliza a energia genérica por exemplo produzir insulina tá bom então a gente consegue fazer um processo de

transformação de bactérias competências através de métodos químicos e físicos então por exemplo só que térmico eletroporação funcionar se a pele do hoje tá E aí por sua vez quando você utiliza esses métodos tanto químicos quanto físicos você consegue fazer um processo com pau a bactéria que torce temporariamente competente é o que a gente por exemplo faz aqui em escherichia Colli tá alguma como que seriam esse processo de transformação você tem aqui a bactéria receptora e se liga aqui a molécula de DNA exógeno tá Oi e esse daí é só ele pode ser capturado tanto de

forma inteira ou esse Daniele pode ser e degradado em pedacinhos menores por nucleases então você pode colocar ele dentro inteiro ou fragmentá-lo e internalizá-lo tá após esse processo de captação essas proteínas específicas elas vamos ligar que ao DNA tá E aí ele acaba fazendo um processo de proteção contas no criadas de maneira qual também as reps essas hackeados aqui é que as proteínas que a gente coloca inteiramente elas fazem que um processo de integração desse DNA exógeno ao DNA aqui cromossomal da bactéria receptora e E você tem a recombinação homóloga Ah tá então como eu

falei para vocês é basicamente você tem um processo de internalização desse DNA exógeno esse Daniele pode entrar em forma inteira ou fragmentada de maneira qual você vai ter agora proteínas específicas aí dessa bactéria competente que faz um processo de proteção contra nucleases e a hackear faz uma integração aí ele desse DNA exógeno ao cromossomo bacteriano E você tem agora o processo de transformação tá bom E além disso nós temos um segundo processo que é transição tem uma situação na Qual você tem aqui um vírus bacteriano que é o bacteriófago é o é clássico tá e

faz o processo de transferência de uma célula bacteriana para outra e isso transferência ela se dá basicamente dois processo e a transdução generalizada ou a tradução especializada a transdução generalizada é um processo no qual o DNA do hospedeiro é impactado no vídeo uma dura o que que é um viram é uma partícula viral madura infecciosa tá E esse processo de empacotamento nesse vídeo maduro substitui aí o Genoma viral basicamente ele vai ficar e ar hoje eu não boto Adriano e nós temos um outro processo chamado de transmissão especializada ou seja partes o DNA dessa célula

aí Hospedeira encontram-se de maneira integrada hoje eu não vou geral substituindo um ou mais genes ou seja num dos processos você tem a transferência total do Gene do Genoma e no outro você só tem pedaços pontuais tá então basicamente que você vai ter aqui nesse processo de transição se tem bacteriófago ele infecta uma célula bacteriana é a hora que ele vai formar novas partículas virais ele vai ter agora um processo de integração desses dia não bacteriano nessas novas partículas virais ensinam os vídeos na hora que ele faz aí processo de inclusão e liberação para você

é uma ele vai aí carreando esses novos pedaços do gênio E então lá a transdução generalizada que aquele processo no qual a você pega aí todo o Genoma bacteriano como que funciona isso aí o bacteriófago ao passo qual ele não quer que uma bactéria ele vai impactar o Daniel já se hospedaram seja ele vai ter agora a presença de uma estrutura que a gente chama de partícula tradutora são basicamente partículas estão em capaz de promover infecção viral pois não possuem o nome do mesmo então defectivos tá e por sua vez essas partículas grandes expectativas elas

podem injetar o DNA e outros hospedeiras e esse Daniele pode se recuperar e com o cromossomo bacteriano você vai falar por não entendi então vamos lá até agora bacteriófago ele se liga aqui na célula doadora vai clicar ali bonitinho e ele vai sair aí pnrs partículas transitórias o aspecto significativo aqui essa partícula transdutor elas são basicamente importante porque porque elas vão causar por exemplo um processo de infecção bacteriana ou seja o vírus infecção bacteriana não infecção viral desculpas o vírus Ele nem sequer em entre só Doa o Genoma bacteriano e esse Genoma bacteriano ele vai

se integrar aí com a nova célula receptora beleza o chama tradução especializada o que acontece ela acontece basicamente pelo bacteriófago lambda tá esse DNA viral ele se integra ao denial do cromossomo hospedeiro em uma porção que a gente chama de sítio específico e é um passo no qual você tem agora essa ligação do Genoma viral a esse cromossomo bacteriano afirma aí pegação geral ela é controlada e pela célula Hospedeira Tá e por sua vez o DNA do fago lei citado ou seja jogado para fora e nesse processo um cole joga para fora aqui ele pode

arrastar alguns cheiros a ele que eu não sou bacteriana tá de que maneira Paulo agora você vai ter a presença aí das bactérias da partícula transdutor perdão que vai transferir o dinheiro sair para outra bactéria Tá e por fim nós temos aqui a conjugação que é o mecanismo de transferência que envolve o contato entre duas células bacterianas são basicamente você vai ter que a presença doadora instalar receptora tá ela é codificada por estruturas importantes que são suas meios que vão utilizar esse mecanismo para transferir cocas o seu DNA para nós temos hospedeiras e daqui Tássia

daí com a transferência do cromossomo pedreiro e Isaac é muito importante porque é em breve veremos que tem uma importância médico-sanitário extremamente crucial porque você tem a transferência de genes Associados por exemplo com resistência a antibióticos tá esses mecanismos de transferência Quantos mundial são similares ao que é inscrito para o plasmídeo f é o caso de uma bactéria gram-negativa vamos lá significa eles aqui ó nós temos uma região entrar são basicamente região onde você tem rir e várias informações que vão codificar funções envolvidas com transferência inclusive acende entrar ela está associada aí com as tintas

do piso sexual tá E além disso você tem outras regiões aqui no no plasmídeo bacteriano e são extremamente importantes para a resistência bacteriana ele certo tá o que que seria o piru o que você ele é basicamente uma estrutura que ela vai formar o que a gente chama de ponte citoplasmática Então você vai ter célula doadora e receptora tá e o piso ele é reconhecida por um receptor tá Presidente Nacional receptora e aproxima as duas células por um processo que a gente chama de encurtamento ou também chamado de disponibilização função de ligação e aí você

tem agora o processo de transferência através dessa ponte citoplasmática entre a bactéria doadora EA bactéria receptora Ah tá então basicamente quando você forma essa estrutura citoplasmática aqui você tem transferência desencadear Ei para eles contato tá então essas células você tenha que é a mãe cima quer sol e vai fazer o processo aqui vamos semear EA replicação aí por ciclo colante Então você tem que ir a formação do PPI los a transferência aí desses cromossomos bacteriano E aí você tem a recuperação posterior o que significaria que é importante para você se atentarem que é crucial primeiro

presidente Wesley é capaz de se integrar aí para recuperar sua homóloga ao cromossomo bacteriano formando uma única molécula tá estamos com o plasmídeo f não integração de nas como expositivas e aquela com Class mídia integrado são denominados como hfl vai frequência ou recognition alta frequência de recombinação tá E é basicamente A conjugação cidade a princípio pela célula doadora que tem uma alta para coisa combinação e uma salvat.com plasmídeos não integrado tá E vai permitir a transferência aí desse genes cromossomos a maneira Qual você tem que sequência de inserção ou seja sequências específicas aqui são as

origens de transferência para integração eles cromossomos Ah tá e você forma agora um DNA que vai ter uma transferência desse gênero Oi aqui é uma mais uma figurinha que a gente já colou anteriormente né inscritos Aqui tá todo no de Brooke Oi e aí a quando a gente fala de ar querem específico tem poucos estudos né mas possui alguns mecanismos descritos Então pense paper aqui para quem terá fiz me usar não vou entrar muito no médico tá e em outro artigo aqui ó linda esse artigo Eu acho que eu mesmo Inclusive eu acho encomenda vou

deixar aqui escrito na descrição do vídeo tá Ah e ainda queria comentar coisas aqui sobre os elementos de transposição que é basicamente DNA móvel significa isso existe algumas sequências de DNA que elas são capazes de ser translocados de um local para o outro e Ação extremamente distribuídos na natureza porque esse processo de transferência de um local para o outro confere primeiro vantagem seletiva por acelerar hoje a ajuda do Genoma tá eles são simples simples em uma outra molécula de DNA seja cromossomo plasmídeo até mesmo Genoma viral e são replicadas apenas quando a mulher para de

DNA hospedeiro se aplica ou seja não possui origem de replicação Oi e aí quando a gente fala de se transpor somos nós temos duas principais sequências de injeção são tipo mais simples tá então são segmentos curtos são cerca de mil nucleotídeos e as conseguir repetições invertidas aí de 10 até 50 para de base e um único Gene para que codifica a transposase tá que uma proteína aqui máxima associada com a proposição ela basicamente encontrado aqui em promoção vesículas meses bacterianos ar que é em alguns macrófagos e o número pode variar entre diferentes linhagens de bactérias

tá então um gênio transpor somo ele tá aqui os associados com esse processo aí tem contar de bactérias até sem alguns bacteriófagos Hoje nós estamos aqui luz transposons táxi o maior do que a sequência de inserção ou sem sequência sair e invertidas e gente pronto postagem a tem outros genes por exemplo confere resistência a fármacos como a Camille na terra até parece crina e qualquer Gene recessivo é inserida entre as regiões divertidas quando se parte dele ou seja você tem aqui porque a gente chama de genes e híbridos tá então bacterófago moro aqui em um

Genoma viral dentro do transposição bom e quando a gente fala de transposição existe alguns mecanismos tá a transpôs as ela que conhece você conhece divertidas quase um processo de clivagem ou seja quebra e faz aí a ligação do ganhar durante a transposição e como ele vai fazer o processo de clivagem da fica simples de DNA a transposição acaba gerando uma duplicação das consequências DNA logo E além disso a expressão aí ela pode ocorrer no interior de um general por exemplo mutação e colocaria outros é comum por exemplo e esse processo de mutação acabe apertando genes

que codificam proteínas em um detalhe legal é que a transposição ela extremamente importante para que a gente consiga criar linhagens Mutantes aqui laboratório tá então gostei de ver que a gente transposição é um processo de clivagem sessão aí do Gene interesse tá e até que o Daniel transposição e inclusive um detalhe interessante é que a gente consegue encontrar esses elementos de transposição em vários genomas tá tanto humano quanto de outros animais Então como que funcionaria mutação gênica Então você tem que ter um processo de cortar e colar o transposição se entrega aqui tá E aí

você vai ter aqui um dele é interrompido eu ir e aqui eu queria falar para vocês que você tem agora hoje eu não mostrei me vez põe genômica o que significa eles aqui a se vocês era uma olhadinha na figura aqui ocorre genômico ele representado aqui por essas regiões pretas tá do cromossomo bacteriano e ele está presente aqui em boa parte das espécies tá de maneira falso que o pangenome ele tá comer elementos que estão presentes em um ou mais se tiver aqui tá esse deve tá se perguntando o que que é importante diz aqui

o que eu quero que vocês entendam é que a gente tem uma situações na Qual você tem versão de vários genes ali atrás preste transposição beleza a peça tem curtido se você curtiu dê seu like compartilhe comente e é isso um super beijo e até as próximas aulas do curso de microbiologia beijão Oi