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Regulação da expressão gênica, BACTERIÓFAGOS E PLASMÍDEOS, TRANSFERÊNCIA…

- - - - Versatilidade e adaptabilidade de qualquer organismo ou célula ao ambiente em que se encontra
- - - - INDUÇÃO
        
        Aumento da expressão em resposta a um
        sinal
        
        Exemplo
        
        Catabolismo da lactose
  - - - REPRESSÃO
        
        Diminuição da expressão em resposta
        a um sinal
        
        Exemplo
        
        Biossíntese de aminoácidos
- - - - Produtos gênicos induzíveis ou reprimíveis
  - - - Manutenção da função celular básica da célula
        
        Processos básicos como geração de energia, replicação e manutenção do material genético
- - - - OPERADOR
        
        Um sítio de regulação negativa ao qual se liga a proteína repressora lac
        O operador se sobrepõe ao promotor, e quando o repressor lac está ligado, a RNA polimerase não consegue se ligar ao promotor e dar início à transcrição
        
        Quando a lactose está presente, o repressor lac perde sua capacidade de se ligar ao DNA
        
        Ele se desliga do operador, abrindo o caminho para a RNA polimerase fazer a transcrição do operon
        
        Essa mudança no repressor lac é causada pela pequena molécula alolactose
        
        Quando a lactose está disponível, algumas de suas moléculas serão convertidas em alolactose dentro da célula
        
        A alolactose se liga ao repressor lac alterando-lhe a conformação para que não possa mais ficar ligado ao DNA
        
        A alolactose é um exemplo de indutor, uma pequena molécula que ativa a expressão de um gene ou operon
- - - - Algumas proteínas reguladoras são ativadores
        Quando um ativador se liga a seu sítio de ligação, ele aumenta a transcrição do operon
        
        EXEMPLO
        
        Ajudando a RNA polimerase a se ligar ao promotor
  - - - Algumas proteínas reguladoras são repressoras que se ligam a segmentos do DNA chamados operadores
        Quando ligado a seu operador, o repressor reduz a transcrição
        
        EXEMPLO
        
        Impedindo a RNA polimerase de avançar sobre o DNA
- - - - A transcrição da maioria dos genes esta em um estado “bloqueado”, pela ligação de
        proteínas inibidoras
        
        Muito da regulação gênica acontece durante a transcrição
- - - - Repressor lac atua como um sensor de lactose
      - Proteína ativadora de catabolítico(CAP), atua como um sensor de glicose
  - - - O lacZ codifica uma enzima que quebra a lactose em monossacarídeos (açúcar simples) que podem alimentar a glicólise
      - lacY codifica um transportador de membrana que ajuda a trazer a lactose para dentro da célula
      - lacA (tiogalactosídio transacetilase) modifica galactosídios
        tóxicos para facilitar sua remoção da célula
- - - - A CAP somente está ativa quando os níveis de glicose estão baixos níveis de AMPc estão altos
      - O operon lac só pode ser transcrito em altos níveis quando a glicose está ausente
  - - - O AMPc é um sinalizador produzido pela E. coli quando os níveis de glicose estão baixos
        
        O AMPc se liga a CAP, mudando sua conformação e tornando-a capaz de se ligar ao DNA e promover a transcrição
        
        Sem o AMPc, a CAP não consegue se ligar ao DNA, portanto fica inativa
- - - - E. coli não precisa sintetizá-lo
        
        A transcrição dos genes do operon trp fica "inativa"
    - - Formando o OPERON TRP
        
        Disponibilidade de triptofano baixa
        
        Operon é "ativado"
        
        Os genes são transcritos
        
        Enzimas biossintéticas são produzidas
        
        Formando mais triptofano
- - - - Depende de acoplamento transcrição-tradução (tradução de um RNAm que ainda está em processo de transcrição)
- - - - (70) Fator sigma vegetativo – (32) Choque térmico – (54) Metabolismo de nitrogênio
  - - - Proteína de ligação ao TATA (TBP)
- - - - Têm sequências de DNA reguladoras que controlam a transcrição do operon
        
        O promotor, ou sítio de ligação da RNA polimerase, é um exemplo de uma sequência reguladora de DNA
        
        A maioria do operons apresenta outras sequências de DNA reguladoras além do promotor
        
        As sequências são sítios de ligação de proteínas reguladoras que "ativam" ou "desativam" a expressão do operon
- - - - Injetam material genético (DNA OU RNA)
  - - - Início da expressão gênica
        
        Produção de fagos e liberação de novos fagos para infectar outras células
- - - - Apresentam poucos genes
  - - - E ou aumentam a probabilidade de uma célula bacterina causar alguma doença.
- - - - Processo em que uma célula inicial gera duas idênticas
        
        Célula-mãe que está infectada colabora com a proliferação do profago
- - - - Fagos de RNA são pequenos e de simetria icosaédrica
        
        Infecta a Escherichia coli, muito utilizado no controle de contaminação de água
        
        Seu genoma é composto por 3.600 nucleotídeos que codifica apenas três proteínas (proteínas de maturação, capsídeo, replicase)
        
        Replicação de MS2 depende da RNA polimerase
    - - Muitos bacteriófagos apresentam genoma de RNA na configuração positiva
        
        A replicação só ocorre após a tradução
  - - - São pequenos vírus e DNA circular
        
        Possuem quantidade limitada de de informação genética no seu genoma
        
        Utiliza a maquinaria de replicação de DNA da célula hospedeira na replicação do DNA viral
        
        PROCESSO DA REPLICAÇÃO DNA FITA ÚNICA EM X174
        
        DNA fita simples é convertido em DNA fita dupla
        
        Quebra da ligação pela proteína A
        
        Ligação da proteína A na extremidade 5'
        
        Deslocamento da fita ligada a proteína A
        
        Síntese nova fita extremidade 3'
        
        Nova fita DNA
    - - DNA circular fago filamentoso
        
        São liberadas sem matar a célula hospedeira
        
        Infecta Escherichia coli, penetrando após se ligarem ao pillus da bactéria
        
        PROCESSO DE REPLICAÇÃO DE DNA FITA ÚNICA EM M13
        
        Semelhante ao fago X174
        
        Produção de fita dupla pela síntese de fita complementar
        
        Replicação pela síntese de DNA de fita única que é convertida na forma de fita dupla
        
        Acoplamento das proteínas do fago ao DNA de fita única, desvio na produção de partículas de fago, para a membrana celular
        
        Na membrana, o fago é expulso
        
        Polimerização de proteínas de revestimento
        
        O DNA na RF permanece dentro da célula e se dá a continuação na produção de mais DNA de fago e mais partículas de fago
  - - - DNA linear de fita dupla
        
        O DNA do fago T4 contém a base 5- hidroximetilcitosina que corresponde a resíduos de glicosídeos em vez de citosina
        
        Moléculas de DNA com esta modificação são mais resistentes às enzimas
        de restrição, estando mais protegido contra as defesas do hospedeiro
  - - - O
        bacteriófago lambda infecta Escherichia coli e Citrobacter freundii
        
        Seu genoma consiste em uma molécula de DNA dupla fita linear, que apresenta uma cauda de 12 nucleotídeos de comprimento na extremidade 5’ de cada uma das fitas
        
        Essas extremidades são complementares, ou seja, coesivas
        
        Quando as duas extremidades se encontram livres na célula hospedeira associam-se e originam um genoma circular de fita dupla
        
        PROCESSO DE REPLICAÇÃO DO BACTERIÓFAGO Λ
        
        DNA circular no interior da célula
        hospedeira
        
        Replicação
        
        Quebra da ligação
        
        Produção de um concatâmero
        
        Empacotamento
- - - - RNA polimerase inicia a transcrição de RNAII
        
        Atua como um PRIMER
        
        A replicação é controlada por uma molécula de RNA anti-senso
        
        Inibe a maturação da molécula de RNA primer necessária para a DNA polimerase
        
        Proteína Rom
        
        Ligação
        de RNA I com RNAII
- - - - Os maiores transportam genes que codificam enzimas especiais e específicas para a replicação dos plasmídeos
- - - - Corte e separação das fitas novas e velhas ligando as extremidades
        
        Proteínas hospedeira
        
        Replicação fita simples para fita dupla
- - - - Manutenção da estrutura
        do plasmídeo
- - - - Algumas bactérias são naturalmente transformáveis
        (competentes)
        
        Célula competente célula receptora em um estado
        fisiológico capaz de captar o DNA doador
        
        Competência alterações na parede celular,
        tornando-a permeável a moléculas de DNA
  - - - Experimentos usando a bactéria Streptococcus pneumoniae e ratos
        
        Griffith concluiu que as bactérias da cepa R teriam adquirido o que ele chamou de "princípio transformante" da bactéria S morta por calor, permitindo que elas se "transformassem" em bactérias S, tornando-se virulentas
        
        R AVIRULENTAS S VIRULENTAS
  - - - Células espontaneamente competentes para absorver DNA
        
        Ele percebeu que era possível que alguma substância contaminante presente em pequenas quantidades, não DNA, fosse o verdadeiro princípio transformante
- - - - Origem de replicação
        
        Genes para conjugação
        
        Pili sexual
        
        Finas extensões na membrana celular pela qual ocorre a transferência do material genético
  - - - Quando um fator F um plasmídeo é transferido de um doador F+ para um receptor F- é convertida em uma célula F+
        
        A recombinação entre o fator F e o cromossomo ocorre em um sítio específico em cada um deles
        
        Inserção do fator F no cromossomo
        
        Quando um fator F torna-se integrado no cromossomo de uma célula F+, transforma-a em uma célula de alta frequência de recombinação Hfr
        
        Célula Hfr
        
        Fator F integrado
        
        Célula F+
      - Célula F + Célula F+
- - - - Quebra de duas moléculas de DNA na mesma região, onde as sequências são muito semelhantes, e a junção de um DNA ao outro, o que resulta num processo de "cross-over"
  - - - É orientada primariamente por proteínas que reconhecem sequencias particulares do DNA e não por homologia de sequências
- - - - Com a liberação dos bacteriófagos e o ataque a outra bactéria, os genes bacterianos presentes poderão ser transferidos para o DNA da bactéria agora infectada
  - - - Qualquer parte do genoma pode
        ser transduzida
    - - Apenas regiões do sítio de inserção do plasmídeo podem ser incorporados ao DNA fágico e transferidas para o hospedeiro
- - - - Transferência genética envolvendo contato célula-célula
        
        Depende de um fator de fertilidade (fator F)
        
        Presente em células doadoras (F+) e ausente em células receptoras (F-)
- - - - Parte sensível a antibióticos mas não morre pea resposta imune
  - - - Escape do sistema imunológico do
        hospedeiro
        
        Garante a sobrevivência de algumas células
  - - - Torna as células resistentes à morte
        no soro e é um antígeno
        
        O C. fetus persiste no hospedeiro porque possui um sistema eficiente de colonização
  - - - Produção de fímbrias que são importantes na determinação da virulência
        
        Permite à bactéria atacar o tecido mucoso durante os estágios iniciais da infecção
        
        Variabilidade na composição da proteína, onde forma fimbria
        
        Variabilidade genes pil expresso um de cada vez
        
        Mecanismo distinto do C. fetus
  - - - Grandes sequências repetidas
        
        Ganho ou perda de unidades
        
        Expressão gênica afetada
- - - - Concluiu que esses elementos possuíam a habilidade de se
        mover de um lugar para outro do cromossomo
        
        Alteração de atividades de alguns genes
- - - - Transposons codificam seus
        próprios sistemas de resolução
        
        Gene
        tnpR de Tn3 - resolvase
  - - - Transposons grandes e complexos
- - - - As modificações epigenéticas podem ser transmitidas ao longo das gerações, sendo herdadas no momento da divisão celular (mitose), atuando na formação de diferentes fenótipos entre os indivíduos
  - - - TIPOS
        
        Modificações em histonas
        
        Atuação dos RNA não codificantes
        
        Metilação direta ao DNA
  - - - OxyR liga-se ao promotor do
        gene e impede a sua expressão
        
        Ligação de OxyR em três sítios
        GATC
        
        Metilação liga/desliga a
        transcrição
        
        Variação de fase em que algumas células expressam antígeno 43 e outras não
- - - - O principal foco da pesquisa de McClintock era na citogenética do milho e em formas de visualizar e caracterizar os cromossomos da planta. Ela foi a responsável por publicar o primeiro mapa genético da planta
        
        Descobriu ainda que a informação genética não é imóvel
        
        Os genes podem ligar ou desligar a manifestação de certos fenótipos
        
        Os genes saltadores, que causam o fenômeno conhecido como transposição genética
- - - - A cópia
        original é mantida
    - - Duas cópias do
        transposon na mesma orientação
        
        Ocorre pela recombinação usando
        enzimas do hospedeiro
        
        Resolução eficiente do co-integrado,
        independente do hospedeiro
        
        Caracterizada por um aumento no número de cópias do elemento transponível
  - - - Quebra da dupla fita de DNA após a transposição é reparada pelo sistema de reparação do hospedeiro
- - - - Os IS codificam uma ou duas enzimas, dependendo do mecanismo de transposição que será usada e codificam apenas genes para mobilização e inserção - TRANSPOSASE
        
        Elemento transponível mais simples – cromossomos bacterianos e plasmídeos
        
        Todos elementos IS terminam com sequencias terminais invertidas
        (ITRs)
        
        Sequências que estão arranjadas em orientação
        oposta