Esta disciplina é leccionada no 3º ano de BMG depois dos alunos terem frequentado as disciplinas de Genética, de Biologia Molecular e de Bacteriologia, o que lhes permite ser já possuidores de conhecimentos básicos nessas áreas.

Atendendo ao enquadramento da disciplina, a matéria leccionada em Genética de Procariotas, incide sobre três temas fundamentais: a regulação da expressão génica em procariotas, o estudo dos bacteriófagos e as transferências horizontais de genes em bactérias.

Os trabalhos práticos realizados no âmbito desta disciplina são experiências clássicas de genética bacteriana e do estudo dos bacteriófagos.

A - CONTROLO DA EXPRESSÃO GÉNICA EM BACTÉRIAS

1. Revisões
2. Repressão catabólica – em bactérias Gram-negativas e em bactérias Gram-positivas.
3. Operões e Regulões
2. 1. Utilização da arabinose: operão ara
2.1.1. em E. coli:
2.1.2. em B. subtilis Operão do triptofano
2. 2. Operão do triptofano
2.3. Utilização da maltose em E. coli: regulão mal.
4. Mecanismos de controlo global
Sistemas reguladores de duas componentes
3.1. Quorum sensing. em Vibrio fisheri.
3.2. Regulação da síntese da porina: análise genética.
3.2. Regulação dos genes de virulência nas bactérias patogénicas. Cólera (Vibrio cholerae) e Difteria (Corynebacterium diphtheriae) .
3.4. Regulação da síntese dos RNAs de transferência e dos ribossomas.

B – ESTUDO DOS BACTERIÓFAGOS

1. Introdução
2. Desenvolvimento dos ciclos lítico e lisogénico.
3. Quantificação fágica
4. Ciclos de vida de alguns bacteriófagos
4.1. Genoma constituído por DNA de cadeia dupla: T4, 29,  (ciclo lítico versus ciclo lisogénico), Mu, P1, fagos temperados de Bacillus subtilis (grupos de imunidade), fagos de Archaea, fagos de cianobactérias.
4.2. Genoma constituído por DNA de cadeia simples: X174, M13
4.3. Genoma constituído por RNA de cadeia simples: MS2
4.4. Genoma constituído por RNA de cadeia dupla: 6

C – TRANSFERÊNCIAS NATURAIS DE GENES EM BACTÉRIAS

1. Transformação
1.1. Indução do estado de competência.
1.2. Estudo do processo da transformação em Streptococcus pneumoniae e em B. subtilis.
1.3. Estudo do processo da transformação em Neisseria gonorrhoeae e em Haemophilus influenzae
1.4. Transformação plasmídica.
1.5. Transfecção.
2. Transdução
2.1. Transdução generalizada
2.2. Transdução especializada
2.3. Transdução abortiva.
3. Conjugação
3.1. Conjugação mediada por plasmídeos F
3.2. Estudo de outros sistemas conjugativos
3.3. Mobilização de cromossomas e de plasmídeos não auto-transmissíveis (em cis e em trans)
3.4. Conjugação em bactérias Gram-positivas

D – SEMINÁRIOS

1. Estudo dos parâmetros de crescimento do bacteriófago SPP1
2. Análise bioquímica de mutantes ara
3. Transferência do plasmídeo pHM2 por conjugação
4. Transformação em Bacillus subtilis
5. Influência do gene recA na taxa de sobrevivência e na recombinação
6. Mapeamento genético por transformação, transdução e conjugação

Ver os Protocolos das Práticas

Bacterial & Bacteriophage Genetics (2006)
E.A. Birge (Springer-Verlag)

Bacteriophages (2005)
Edited Elizabeth kutter & Alexander Sulakvelidze (CRC Press)

Genes VIII (2005)
Benjamin Lewin (Pearson Prentice Hall)

Microbiology (2005)
Prescott, Harley & Klein (McGraw-Hill)

Molecular Genetics of Bacteria (2003)
Larry Snyder & Wendy Chapness (ASM Press)

Bibliografia Complementar

Bacterial Conjugation (1993)
B. Lewin (Oxford, University Press)
Edited by D.B. Clewell, Plenum Press

Molecular Cell Biology (2004)
Lodish, Berk, Matsudaira, Kaiser, Krieger, Scott, Zipursky & Darnell (Freeman)

The Bacteriophages Vol I e II (2005)
Edited by R. Calendar (Plenum Press)

Virology (2001)
Levy, J.A., Fraenkel-Conrat, H. & Owens, R.A. (Prentice-Hall, Int)

Componente Prática

Adams, M.H. (1959). Bacteriophages. Wiley Interscience, NY
Inácio, J.M., Costa, C.. & Sá-Nogueira, I. (2003). Distinct molecular mechanisms involved in carbon catabolite repression of the arabinose regulon in Bacillus subtilis. Microbiol., 149: 2345-2355.
Isabel de Sá Nogueira (1985). Estudo de mutantes constitutivos para a utilização da L-arabinose em Bacillus subtilis. Relatório de Estágio, FCUL.
Maria Helena Paveia (1986). Genes de Bacillus subtilis para utilização da L-arabinose. Tese de Doutoramento, UL.
Mota, L.J., Tavares, P. & Sá-Nogueira, I. (1999). Mode of action of Ara R, the key regulator of L-arabinose metabolism in Bacillus subtilis. Molec. Microbiol., 33: 476-489.
Mota, L.J., Sarmento, L.M. & Sá-Nogueira, I. (2001). Control of Arabinose regulon in Bacillus subtilis by Ara R in vivo: crucial roles of operators, cooperativity and DNA looping. J. of Bacteriol., 183: 4190-4201.
Paveia, H. and Archer, L. (1992). Genes for L-arabinose utilization in Bacillus subtilis. Broteria Genetica, 13:149-159.
Paveia, H. and Archer, L. (1992). Mapping of ara genes in Bacillus subtilis. Broteria Genetica, 13:161-167.
Sá-Nogueira, I., Paveia, H. and de Lencastre, H. (1988). Isolation of constitutive mutants for L-arabinose utilization in Bacillus subtilis. J. of Bacteriol., 170: 2855-2857.
Sá-Nogueira, I. and de Lencastre, H. (1989). Cloning and characterization of araA, araB and araD, the structural genes for L-arabinose utilization in Bacillus subtilis. J. of Bacteriol., 171: 4088-4091.
Sá-Nogueira, I. and Mota, L.J. (1997). Negative regulation of L-arabinose metabolism in Bacillus subtilis: characterization of the araR (araC) gene. J. of Bacteriol., 179: 1598-1608.
Sá-Nogueira, I., Nogueira, T., Soares, S. and de Lencastre, H. (1997). The Bacillus subtilis L-arabinose (ara) operon: nucleotide sequence, genetic organization and expression. Microbiology, 143: 957-969.
Sandra Ramos (1996). Clonagem e sequenciação completa do gene araE envolvido na utilização da L-arabinose de Bacillus subtilis. Relatório de Estágio, FCUL.

Os alunos só serão admitidos a exame se frequentarem 2/3 das aulas práticas.

A avaliação constará de um exame escrito (17 valores) e de um seminário (três valores).

• No exame escrito existirão perguntas referentes à matéria leccionada nas aulas teóricas e nas aulas práticas:
• parte prática – 3 valores.
• parte teórica – 15 valores.
O exame terá a duração de 3h.

Como o exame será cotado para 17 valores, os alunos com nota igual ou superior a 8,5 valores estão dispensados de oral; os alunos com nota entre 6,5 e 8,5 valores têm de fazer oral; os alunos com nota inferior a 6,5 valores estão reprovados.
Será afixado um dia (entre 48 a 72h após a afixação das notas) para os alunos poderem ver o seu ponto de exame.
As datas de exame serão as indicadas pelos serviços centrais.

• Os seminários incidirão sobre temas relacionados com as aulas teóricas
Os alunos têm duas semanas para escolha do artigo.
Os seminários decorrerão num dia a combinar ou no final das aulas teóricas (a data de apresentação será escolhida na primeira aula teórica).
Os seminários podem ser realizados individualmente ou em grupo (máximo três pessoas). A apresentação oral terá uma duração máxima de 15 minutos (duração total, seja qual for o número de elementos do grupo), à qual se seguirá um período de discussão com uma duração máxima de 10 minutos.
Os seminários contarão três valores para a nota final.