Transdução bacteriana

Conceito de transdução bacteriana

O termo Transdução bacteriana diz respeito ao movimento de genes entre duas bactérias, através de um bacteriófago.

Transferência de genes em bactérias

A multiplicação em bactérias ocorre por mitose, mecanismo que é bastante distinto da meiose que ocorre em eucariotas. Na mitose, as células filhas são exatamente iguais à célula que lhe deu origem. Neste mecanismo, para haver recombinação de material genético, este tem que inserido na bactéria por outros meios.

A transferência de genes em bactérias pode ser feita através de três mecanismos diferentes: conjugação, transformação e transdução. A conjugação ocorre com recurso ao factor de fertilidade (F) que proporciona a união natural entre duas bactérias. A transformação diz respeito à absorção e incorporação de material genético exógeno a partir do ambiente que envolve a bactéria, alterando permanentemente o seu cromossoma. A transdução refere-se à transferência de material genético entre duas bactérias através de um bacteriófago, que funciona como vetor. Na transferência de material genético através destes mecanismos, apenas uma pequena parte do genoma é transferida e esta transferência ocorre sempre no sentido da bactéria dadora para a bactéria recetora. Ou seja, a transferência de genes em bactérias é parcial e unidirecional.

Apesar das diferenças entre procariotas e eucariotas, grande parte dos estudos de análise genética são realizados em bactérias. Estas têm sido uma fonte de valiosas informações dobre a natureza e estrutura do material genético, código genético e mutações.

Tipos de transdução bacteriana

A transdução bacteriana baseia-se na transferência de genes entre bactérias mediada por um vírus (um bacteriófago). Neste mecanismo, genes de uma bactéria (dadora) são incorporados erradamente num bacteriófago em formação e são posteriormente introduzidos numa outra bactéria (recetora) aquando de nova infeção por esse bacteriófago (figura 1).

A transdução bacteriana pode ocorrer de duas formas: transdução generalizada ou transdução especializada. Na transdução generalizada qualquer gene da bactéria pode ser incorporado no bacteriófago. P1 é exemplo de um bacteriófago que opera por este tipo de transdução. Na transdução especializada, genes específicos da bactéria que estão à volta do material genético do bacteriófago são incorporados no genoma deste erradamente aquando da excisão e formação do novo bacteriófago. Lambda (λ) é exemplo de um bacteriófago que opera por este tipo de transdução e excisa/insere apenas pequena parte das regiões gal e rio do genoma de E. coli.

A porção de DNA retirado da bactéria dadora é denominado exogenoto e o genoma da bactéria recetora é denominado endogenoto. Após a introdução do seu conteúdo na bactéria recetora pelo bacteriófago, origina-se a uma bactéria merodiplóide (figura 1). Merodiplóide é o termo utilizado para descrever uma bactéria que contem DNA estranho/externo incorporado no seu próprio DNA. A incorporação do DNA estranho/externo normalmente ocorre por recombinação.

Figura 1 - Sequência de acontecimentos durante a transdução. 1) bacteriófago infeta uma bactéria; 2) com a infeção, o DNA bacteriano é lisado; 3) o bacteriógafo é montado novamente e uma parte de DNA da bactéria é incorporado no bacteriófago formado; 4 e 5) os bacteriófagos formados vão infetar outras bactérias; 6) o DNA introduzido pelo bacteriófago é incorporado no DNA da bactéria por recombinação.

Figura 1 – Sequência de acontecimentos durante a transdução bacteriana. 1) bacteriófago infeta uma bactéria; 2) com a infeção, o DNA bacteriano é lisado; 3) o bacteriógafo é montado novamente e uma parte de DNA da bactéria é incorporado no bacteriófago formado; 4 e 5) os bacteriófagos formados vão infetar outras bactérias; 6) o DNA introduzido pelo bacteriófago é incorporado no DNA da bactéria por recombinação.

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References:

Griffiths A.J.F., Miller J.H., Lewontin R.C., Gelbart W.M. (1999). Modern Genetic Analysis (2nd edition). W. H. Freeman, New York.

Griffiths A.J.F., Miller J.H., Suzuki D.T., Lewontin R.C., Gelbart W.M. (2000). An Introduction to Genetic Analysis (7th edition). W. H. Freeman, New York.

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