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Plasmídeo

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de plasmídeo

Um plasmídeo é uma pequena peça de DNA circular que é diferente do DNA cromossômico, que é todo o material genético encontrado nos cromossomos de um organismo. Ele replica independentemente do DNA cromossômico. Os plasmídeos são encontrados principalmente em bactérias, mas também podem ser encontrados em arquéias e organismos multicelulares. Os plasmídeos geralmente carregam pelo menos um gene, e muitos dos genes que os plasmídeos carregam são benéficos para seus organismos hospedeiros. Embora tenham genes separados de seus anfitriões, eles não são considerados vida independentes.

Essa figura simplificada mostra o DNA cromossômico de uma bactéria em vermelho e plasmídeos em azul.

Funções de plasmídeos

Os plasmídeos têm muitas funções diferentes. Eles podem conter genes que aumentam a sobrevivência de um organismo, matando outros organismos ou defendendo a célula hospedeira produzindo toxinas. Alguns plasmídeos facilitam o processo de replicação em bactérias. Como os plasmídeos são tão pequenos, eles geralmente contêm apenas alguns genes com uma função específica (em oposição a uma grande quantidade de DNA não codificante). Vários plasmídeos podem coexistir na mesma célula, cada um com funções diferentes. As funções são detalhadas ainda mais na seção “tipos específicos de plasmídeos” abaixo.

Tipos gerais de plasmídeos

Conjugativo e não conjugativo

Existem muitas maneiras de classificar plasmídeos de geral a específica. Uma maneira é agrupá-los como conjugativos ou não conjugativos. As bactérias se reproduzem pela conjugação sexual, que é a transferência de material genético de uma célula bacteriana para outra, seja através de contato direto ou uma ponte entre as duas células. Alguns plasmídeos contêm genes chamados genes de transferência que facilitam o início da conjugação. Os plasmídeos não conjugativos não podem iniciar o processo de conjugação e só podem ser transferidos através da conjugação sexual com a ajuda de plasmídeos conjugativos.

Incompatibilidade

Outra classificação plasmídica é por grupo de incompatibilidade. Em uma bactéria, diferentes plasmídeos só podem co-ocorrer se forem compatíveis entre si. Um plasmídeo incompatível será expulso da célula bacteriana. Os plasmídeos são incompatíveis se tiverem a mesma estratégia de reprodução na célula; Isso permite que os plasmídeos habitem um certo território dentro dele sem que outros plasmídeos interfiram.

Tipos específicos de plasmídeos

Existem cinco tipos principais de plasmídeos: f-plasmídeos de fertilidade, plasmídeos de resistência, plasmídeos de virulência, plasmídeos degradativos e plasmídeos col.

Fertilidade F-plasmids

Os plasmídeos de fertilidade, também conhecidos como plasmídeos F, contêm genes de transferência que permitem que os genes sejam transferidos de uma bactéria para outra através da conjugação. Estes compõem a ampla categoria de plasmídeos conjugativos. Plasmídeos F são episódios, que são plasmídeos que podem ser inseridos no DNA cromossômico. As bactérias que possuem o f-plasmídeo são conhecidas como F positivas (F+) e as bactérias sem ele são negativas (F–). Quando uma bactéria F+ se conjuga com uma bactéria F, dois resultados da bactéria F+. Só pode haver um plasmídeo F em cada bactéria.

Plasmídeos de resistência

Plasmídeos de resistência ou R contêm genes que ajudam uma célula bacteriana a se defender contra fatores ambientais, como venenos ou antibióticos. Alguns plasmídeos de resistência podem se transferir através da conjugação. Quando isso acontece, uma tensão de bactérias pode se tornar resistente aos antibióticos. Recentemente, a bactéria do tipo que causa a gonorréia de infecção sexualmente transmissível tornou -se tão resistente a uma classe de antibióticos chamados quinolonas que uma nova classe de antibióticos, chamada cefalosporinas, começou a ser recomendada pela Organização Mundial da Saúde. As bactérias podem até se tornar resistentes a esses antibióticos dentro de cinco anos. De acordo com a NPR, o uso excessivo de antibióticos para tratar outras infecções, como infecções do trato urinário, pode levar à proliferação de cepas resistentes a medicamentos.

Plasmídeos de virulência

Quando um plasmídeo de virulência está dentro de uma bactéria, transforma essa bactéria em um patógeno, que é um agente de doença. Bactérias que causam doenças podem ser facilmente espalhadas e replicadas entre indivíduos afetados. A bactéria Escherichia coli (E. coli) possui vários plasmídeos de virulência. E. coli é encontrada naturalmente no intestino humano e em outros animais, mas certas cepas de E. coli podem causar diarréia e vômito graves. Salmonella enterica é outra bactéria que contém plasmídeos de virulência.

Plasmídeos degradativos

Plasmídeos degradativos ajudam a bactéria hospedeira a digerir compostos que não são comumente encontrados na natureza, como cânfora, xileno, tolueno e ácido salicílico. Esses plasmídeos contêm genes para enzimas especiais que quebram compostos específicos. Os plasmídeos degradativos são conjugativos.

Plasmídeos col

Os plasmídeos cols contêm genes que produzem bacteriocinas (também conhecidas como colicinas), que são proteínas que matam outras bactérias e, assim, defendem a bactéria hospedeira. As bacteriocinas são encontradas em muitos tipos de bactérias, incluindo E. coli, que as retira do plasmídeo Cole1.

Aplicações de plasmídeos

Os seres humanos desenvolveram muitos usos para plasmídeos e criaram software para registrar as sequências de DNA de plasmídeos para uso em muitas técnicas diferentes. Os plasmídeos são usados em engenharia genética para amplificar ou produzir muitas cópias de certos genes. Na clonagem molecular, um plasmídeo é um tipo de vetor. Um vetor é uma sequência de DNA que pode transportar material genético estranho de uma célula para outra, onde os genes podem ser expressos e replicados. Os plasmídeos são úteis na clonagem de segmentos curtos de DNA. Além disso, os plasmídeos podem ser usados para replicar proteínas, como a proteína que codifica a insulina, em grandes quantidades. Além disso, os plasmídeos estão sendo investigados como uma maneira de transferir genes para as células humanas como parte da terapia gênica. As células podem não ter uma proteína específica se o paciente tiver um distúrbio hereditário envolvendo uma mutação genética. Inserir um plasmídeo no DNA permitiria que as células expressassem uma proteína que falta.

Termos de biologia relacionados

  • Bactérias-micróbios unicelulares que foram um dos primeiros tipos de formas de vida a evoluir na Terra; Eles podem existir independentemente ou dentro de outros organismos.
  • Episomo – em bactérias, um plasmídeo que pode ser inserido no cromossomo. Nos eucariotos, o plasmídeo refere-se ao DNA não cromossômico que pode ser replicado no núcleo, como um vírus.
  • Conjugativa – uma categoria de plasmídeos que iniciam o processo de conjugação sexual em bactérias.
  • Bacteriocina – Uma proteína produzida por um plasmídeo em uma bactéria que mata outras bactérias de uma tensão intimamente relacionada.

Questionário

1. Qual não é um dos cinco principais tipos de plasmídeos? A. Fertilidade F-plasmídeos B. plasmídeos de DNA C. plasmídeos cols D. plasmídeos de virulência

Resposta à pergunta nº 1

B está correto. Os cinco principais tipos de plasmídeos são p-plasmídeos de fertilidade, plasmídeos cols, plasmídeos de virulência, plasmídeos degradativos e plasmídeos de resistência. Todos os plasmídeos são compostos de DNA.

2. O que é um plasmídeo não conjugativo? A. Um plasmídeo que não pode ser replicado B. Um plasmídeo que não pode desencadear o processo de conjugação sexual C. Um plasmídeo que codifica toxinas que matam plasmídeos conjugativos D. Um plasmídeo que impede o processo de conjugação sexual de ocorrer

Resposta à pergunta nº 2

B está correto. Um plasmídeo não conjugativo não pode iniciar a conjugação sexual por si só; Ele deve confiar em plasmídeos conjugativos, que podem iniciar esse processo, para serem replicados.

3. O que os plasmídeos degradativos fazem? A. Inicie o processo de replicação com seus genes de transferência B. Mate as bactérias de uma cepa intimamente relacionada C. Transforme suas bactérias hospedeiras em um patógeno D. Quebrar compostos incomuns no ambiente de uma célula

Resposta à pergunta nº 3

D está correto. Código de plasmídeos degradativos para enzimas que ajudam a digerir compostos incomuns, como o ácido salicílico. A opção A é a função dos f-plasmídeos da fertilidade, B é a função dos plasmídeos cols e C é a função dos plasmídeos de virulência.

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