Comportamento social em populações bacterianas

• Autor(es): Domingues, Iolanda Lopes, 1986-
• Data: 2010
• Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10451/8438
• Origem: Repositório da Universidade de Lisboa
• Assunto(s): Microbiologia; Escherichia coli; Plasmídeos; Teses de mestrado - 2010
• Tipo de Documento: Dissertação de Mestrado
• Idioma: Português
• Orientador(es): Dionísio, Francisco, 1971-; Carvalho, Luís

Descrição

Tese de mestrado. Biologia (Microbiologia Aplicada). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010 Elementos genéticos móveis, tais como transposões, bacteriófagos lisogénicos, ou plasmídeos, são comuns em bactérias. Normalmente, os plasmídeos contêm muitos genes, sendo de esperar que a chegada de um destes elementos a uma célula bacteriana ou a sua mudança de posição no interior da célula irá interferir com o funcionamento normal da célula hospedeira. Assim, a manutenção de plasmídeos, representa um custo para a bactéria hospedeira. Esse custo traduz-se numa redução da taxa de replicação da bactéria contendo o elemento móvel em relação à taxa de crescimento da mesma bactéria sem esse elemento. Suponhamos que um dado plasmídeo é portador de um gene útil à célula hospedeira. Perguntamo-nos, então: como é possível que, conferindo um custo e nenhuma vantagem, os plasmídeos sejam mantidos na bactéria hospedeira em vez de os genes benéficos serem recrutados para o cromossoma bacteriano? Este recrutamento por parte do cromossoma teria como consequência a possibilidade de usufruir dos genes benéficos sem ter que suportar o custo da sua manutenção. Uma hipótese para a manutenção de elementos genéticos móveis propõe que a manutenção da mobilidade desses elementos pode ser devida à necessidade de obrigar as células vizinhas a participar na formação de um “bem comum” codificado pelo gene benéfico. Esses bens comuns poderão consistir, por exemplo, em factores de virulência ou enzimas de resistência a antibióticos com acção no exterior das células bacterianas. O principal objectivo deste trabalho é avaliar esta hipótese no contexto da resistência a antibióticos, em particular nos genes que codificam para a enzima β-lactamase na resistência aos antibióticos β-lactâmicos (e.g., penicilina, ampicilina e outros). Os resultados desta tese mostram que a transferência horizontal de genes nem sempre consegue impedir a exploração das bactérias produtoras de β-lactamase por parte das não-produtoras. Mobile genetic elements such as transposons, lysogenic bacteriophages, or plasmids, are commonly found in bacteria. Typically, plasmids contain many genes, and it is expected that the arrival of one of these elements into a bacterial cell or its change of position within the cell will interfere with normal host cell functions. Thus, one expects that the maintenance of plasmids represents a cost to the host bacterium. This cost translates into a reduction in the rate of replication of the bacteria containing the mobile element relatively to the growth rate of the same bacterium without this element. Suppose that a given plasmid carries a gene useful to the host cell. We ask ourselves: why is the host cell keeping the plasmid instead of recruiting the useful genes to the chromosome and discarding the rest of the plasmid? This recruitment by the chromosome would result in a chance to exploit the benefits of those genes without having to bear the cost of maintenance. One hypothesis for the maintenance of mobile genetic elements suggests that maintaining the mobility of these elements may be due to the need to enforce neighboring cells to cooperate in the production of a "public good" encoded by the beneficial gene. These public goods may include, for example, virulence factors or antibiotic resistance enzymes that act outside the bacterial cells. The main objective of this study is to evaluate this hypothesis in the context of antibiotic resistance, particularly with genes coding for the β-lactamase enzyme in the resistance to β-lactam antibiotics (eg, penicillin, ampicillin, and others). The results of this thesis suggest that horizontal gene transfer cannot always prevent the exploitation of bacteria producing β-lactamase by the non-producing cells.