transdução
Resumo
A transdução é um mecanismo de transferência horizontal de genes em bactérias no qual um bacteriófago (vírus) transfere DNA de uma bactéria para outra. Ocorre de duas formas: transdução generalizada (DNA bacteriano aleatório empacotado no fago) e transdução especializada (é transferido DNA específico adjacente ao sítio de integração do fago). Esse processo é um mecanismo-chave de resistência a antibióticos e de disseminação de fatores de virulência entre as bactérias.
Detalhes
A transdução ocorre quando um bacteriófago infecta uma célula bacteriana (a doadora) e, durante o processo de replicação e empacotamento viral, incorpora DNA bacteriano ao capsídeo do fago no lugar do DNA viral ou junto com ele. Quando esse fago infecta posteriormente uma nova bactéria (a receptora), ele introduz o DNA bacteriano da doadora, que pode então ser incorporado ao genoma da receptora por recombinação.
A transdução generalizada ocorre durante o ciclo lítico, quando a maquinaria de empacotamento do fago incorpora por engano fragmentos aleatórios do DNA cromossômico bacteriano à cabeça do fago, em vez do genoma viral, devido a um empacotamento impreciso (um 'erro de empacotamento'). Teoricamente, qualquer gene do cromossomo bacteriano pode ser transferido.
A transdução especializada ocorre com fagos temperados que se integram ao cromossomo bacteriano (lisogenia) em um sítio específico. Quando o genoma do fago é excisado de forma imprecisa durante a indução para o ciclo lítico, ele pode carregar consigo genes bacterianos adjacentes, empacotando apenas genes próximos ao sítio de integração.
Significado clínico: a transdução é responsável pela disseminação de importantes fatores de virulência e toxinas em bactérias de relevância médica. Exemplos clássicos do USMLE incluem: - Corynebacterium diphtheriae: a toxina diftérica (gene tox) é codificada pelo fago - Clostridium botulinum: toxina botulínica - Streptococcus pyogenes: toxina eritrogênica (escarlatina) e algumas cepas carregam superantígenos codificados por fagos - A toxina Shiga em E. coli O157:H7 (toxina semelhante à Shiga) é codificada pelo fago - As enterotoxinas estafilocócicas e a leucocidina de Panton-Valentine podem ser mediadas por fagos
Isso difere de outros mecanismos de transferência horizontal de genes cobrados nas provas: transformação (captação de DNA livre do ambiente), conjugação (transferência direta de célula para célula por meio de pilus, frequentemente mediada por plasmídeos, responsável pela disseminação de genes de resistência a antibióticos) e transposição (genes saltadores dentro de moléculas de DNA ou entre elas).
Compreender a transdução ajuda a explicar por que certas cepas bacterianas toxigênicas são patogênicas enquanto cepas geneticamente semelhantes não são: a presença de um fago lisogênico que carrega o gene da toxina faz a diferença.
Fontes
- First Aid for the USMLE Step 1
- Sherris Medical Microbiology
- Murray's Medical Microbiology
- Kaplan USMLE Step 1 Microbiology Lecture Notes
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