Introdução à Genética
5.5 Transdução
Essa mesma abordagem pode ser utilizada para mapear sítios mutantes
em genes de qualquer organismo a partir do qual grandes números de células possam ser obtidos e em relação ao qual os fenótipos do tipo selvagem e mutante possam ser distinguidos. Entretanto, esse tipo de mapeamento intragênico foi amplamente substituído pelo advento de métodos químicos não dispendiosos para sequenciamento do DNA, que identificam as posições dos sítios mutantes diretamente.
CONCEITO-CHAVE A recombinação entre cromossomos de fagos pode ser estudada por meio da
junção dos cromossomos parentais em uma célula hospedeira pela infecção mista. Os fagos da
progênie podem ser examinados em relação aos genótipos parentais e recombinantes.
5.5 Transdução
Alguns fagos são capazes de captar genes bacterianos e carreá-los de uma célula bacteriana até outra, um processo conhecido como transdução. Portanto, a transdução junta-se à bateria de modos de transferência do material genômico entre bactérias — juntamente com a transferência do cromossomo Hfr, transferência do plasmídio F' e transformação.
Descoberta da transdução
Em 1951, Joshua Lederberg e Norton Zinder estavam testando a recombinação na bactéria Salmonella typhimurium por meio da utilização de técnicas que haviam apresentado sucesso com E. coli. Os pesquisadores utilizaram duas linhagens diferentes: uma era phe— trp— tyr— e a outra era met— his—. Não nos preocuparemos com a natureza desses alelos, exceto para observar que todos são auxotróficos. Quando cada uma das linhagens foi plaqueada em um meio mínimo, não foram observadas células do tipo selvagem. Entretanto, após as duas linhagens serem misturadas, prototróficos do tipo selvagem apareceram em uma frequência de aproximadamente 1 em 105. Até então, a situação aparenta ser semelhante àquela em relação à recombinação em E. coli.
Entretanto, nesse caso, os pesquisadores também recuperaram
recombinantes de um experimento com um tubo em formato de U, no qual a conjugação foi evitada por meio de um filtro que separava os dois braços
(relembre a Figura 5.6). Eles formularam a hipótese de que algum agente carreava os genes de uma bactéria para outra. Ao variar o tamanho dos poros no filtro, eles observaram que o agente responsável pela transferência gênica era do mesmo tamanho de um fago de Salmonella conhecido, denominado fago P22. Além disso, o agente filtrável e o P22 eram idênticos na sensibilidade ao antissoro e na imunidade às enzimas hidrolíticas. Portanto, Lederberg e Zinder haviam descoberto um novo tipo de transferência gênica, mediada por um vírus. Eles foram os primeiros a denominar esse processo transdução. Como uma raridade no ciclo lítico, as partículas de vírus por vezes captam genes bacterianos e os transferem quando infectam outro hospedeiro. A transdução foi demonstrada subsequentemente em muitas bactérias.
Para compreender o processo de transdução, precisamos distinguir dois
tipos de ciclo de fagos. Os fagos virulentos são aqueles que lisam e matam o hospedeiro imediatamente. Os fagos temperados conseguem permanecer dentro da célula hospedeira durante um período sem matá-la. O seu DNA se integra ao cromossomo do hospedeiro para ser replicado com ele ou é replicado separadamente no citoplasma, assim como um plasmídio. Um fago integrado ao genoma bacteriano é denominado profago. Uma bactéria que abriga um fago quiescente é descrita como lisogênica e ela própria é denominada lisógena. Ocasionalmente, o fago quiescente em uma bactéria lisogênica se torna ativo, se replica e causa a lise espontânea da sua célula hospedeira. Um fago temperado residente confere resistência à infecção por outros fagos do mesmo tipo.