Recombinação em fungos

1. Recombinação em FungosRecombinação em Fungos
UERGS
Disciplina: Genética de microorganismos
Prof. Dra. Adriana Dantas

2. Fungos filamentososFungos filamentosos
Todos os fungos multicelulares são constituídos por
filamentos microscópicos ramificados, as hifas.
O conjunto de hifas forma o micélio
Hifas podem ser de dois tipos:
◦Hifas cenocíticas (do grego koinos, comum, e kitos, célula) são
tubos contínuos, sem divisões transversais, preenchidos por
uma massa citoplasmática com centenas de núcleos.
◦Hifas septadas apresentam paredes transversais (septos)
delimitando compartimentos celulares com um ou dois núcleos,
dependendo do estágio do ciclo sexual.

3. HifasHifas
Hifas septadas:
◦Divisões Ascomycota, Basidiomycota e
Deuteromycota
Hifas cenocíticas
◦Divisões Mastigomycota e Zygomycota.

4. Genoma Genoma
Maioria dos fungos filamentos – 30Mb (milhões de
pares de base)
Leveduras – 15Mb
Pouco DNA repetitivo, exceto rDNA
◦Phytophthora megasperma – 62Mb e 53% DNA rep.
◦Achlya bisexualis – 42 Mb e 18% DNA rep.
Numero de cromossomos – 7 a 20
◦Basidiobolus ranarum – incontaveis
◦Schizosaccharomyces pombe – 3

5. Cromossos linearesCromossos lineares
Possuem centrômeros
◦Clonados em plasmidios YAC, usados como
vetores
Possuem elementos transponíveis
◦Ty de leveduras
Possuem telômeros
◦Repetições de TTAGGG
Poucas metilações
◦Phycomyces blakesleeanus – 2,9% de citosinas
metiladas

6. Ciclo Sexual dos FungosCiclo Sexual dos Fungos
Ascomiceto
◦Neurospora crassa
◦Aspergilus nidulans
◦Sacaromice serevisiae
Basidiomiceto
◦Cropinus logopus
Roseta de ascas em maturação
(células meióticas) de Neurospora
crassa, de tipo selvagem x histona H1
GFP. Histona H1 sendo uma proteína
cromossômica, a GFP-tagged núcleos
(dois por esporos nesta fase) brilham
em quatro dos oito ascósporos de
cada asco; os restantes quatro
ascósporos transportar os núcleos
untagged do pai do tipo selvagem

7. Reprodução sexuada dos fungos Reprodução sexuada dos fungos
De modo geral, a se inicia com a fusão de hifas haplóides, caracterizando a plasmogamia (fusão de
citoplasmas).
Os núcleos haplóides geneticamente diferentes, provenientes de cada hifa parental, permanecem separados
(fase heterocariótica, n + n).
Posteriormente, a fusão nuclear (cariogamia) gera núcleos diplóides que, dividindo-se por meiose, produzem
esporos haplóides.
sporos formados por meiose são considerados sexuados (pela variedade decorrente do processo meiótico).
Algumas curiosidades merecem ser citadas a respeito da fase sexuada da reprodução:
Antes de ocorrer plasmogamia, é preciso que uma hifa "atraia" a outra. Isso ocorre por meio da produção de
feromônios, substâncias de "atração sexual" produzidas por hifas compatíveis
A produção de esporos meióticos, após a ocorrência de cariogamia, se dá em estruturas especiais,
freqüentemente chamadas de esporângios.

9. Ciclo Sexual Ciclo Sexual Neurospora crassaNeurospora crassa
Heterotálico
◦Dois tipos de reação sexual ou mating types
◦ A e a
Hifas com dois tipos de núcleos em um mesmo
citoplasma, ou seja , no heterocário
Neurospora são todas haplóides, passando a
maior parte dos seus ciclos de vida no estado
haplóide.
No entanto, as várias espécies de Neurospora
mostrar um dos três diferentes ciclos da vida:
heterotálico, homotálico ou pseudohomotálico.
Heterotálico é mais bem estudada;

11. Ciclos assexual N. crassaCiclos assexual N. crassa
Na parte assexuada deste ciclo, a germinação e
o crescimento de um haplóide assexuada de
esporos (conídios) resulta em uma massa de
fios ramificados (hifas), que constituem uma
colônia.
Hifas são essencialmente uma única célula que
contém núcleos haplóides muitos.
A colônia de milhões de conídios a partir de
hifas aéreas, com macroconídios
multinucleadas e microconídios uninucledos, e
estes se dispersam e repetir o ciclo assexual se
pousar em um substrato adequado.

12. Ciclo sexual Ciclo sexual N.crassaN.crassa
Na fase sexual, quando as colônias do tipo de
acasalamento diferentes (formas simples de sexos)
entram em contato, suas paredes celulares se fundem
núcleos, resultando em núcleos diplóides dentro de
corpos de frutificação chamados peritécios.
Cada núcleo diplóide sofre meiose.
Os quatro haplóide de uma meiose ficam juntos em uma
bolsa chamada ascas.
Em Neurospora crassa cada um dos quatro produtos da
meiose sofre uma divisão mitótica ainda mais, resultando
em oito ascósporos de cada asco.
Ascósporos germinam e produzem hifas resultando em
colônias exatamente como os produzidos por esporos
assexuais.

13. HeterotálicoHeterotálico
Dois tipos de acasalamento,
que devem se unir para
poder percorrer o ciclo
sexual (que inclui a meiose).
Os dois tipos de
acasalamento são
determinadas por seqüências
de DNA, estes são chamados
de MAT-A e MAT-a.
Estas duas seqüências tipo de
acasalamento são totalmente
diferentes, então eles não
representam os alelos, em
vez disso, eles são chamados
idiomorfos idiomorfos de N. crassa.

14. Acasalamento MAT-A e MAT-aAcasalamento MAT-A e MAT-a
Se os dois tipos de acasalamento são inoculadas em uma placa de
Petri, uma linha simples ou dupla de corpos de frutificação
(peritécios) de entre eles.

15. HomothallicHomothallic
Qualquer estirpe haplóide
indivíduo pode atravessar o ciclo
sexual por si só, sem o
emparelhamento com outra
cepa.
Espécies Homotálicas não
precisam de ambas as seqüências
idiomorfas de MAT
Em alguns casos, um ou outro
pode ser detectado na seqüência
genômica.
 A fim de ser capaz de atravessar
a meiose como parte do ciclo
sexual, um núcleo diplóide deve
formar pela fusão de dois
núcleos haplóides.
Neurospora galapagoensis é uma
espécie homotálica.

16. PseudohomotálicoPseudohomotálico
Espécies exigem idiomórfos MAT
para completar o ciclo sexual,
Os núcleos que resultam da
meiose são embalados de tal
maneira que um núcleo de MAT
A e um MAT é incluído em
qualquer ascósporos.
Esporos individuais vão crescer
em uma mistura dupla de
acasalamento com tipo de
núcleos, que tem tudo o que é
necessário para percorrer o ciclo
sexual e não precisa de
emparelhar-se com qualquer
outra espécie.
N. tetrasperma é o melhor
exemplo de uma espécie
estudada pseudohomotálico.

17. Ciclo sexual Ciclo sexual Aspergillus nidulansAspergillus nidulans
Ascomicetos
Fungo homotálico
◦não possui reação sexual ou mating types
distintos
Pode cruzar com ele próprio, ou seja
próprio talo - autofecundação
◦Descendentes todos iguais
Cruzamentos entre linhagens diferentes
◦zigoto hibrido (segregantes com constituições
genéticas diferentes)

18. Ciclo sexual Ciclo sexual Aspergillus nidulansAspergillus nidulans
Possui filamentos
Hifas multinucleadas
Produzem esporos assexuais ou conídios
Possui regiões especializadas em seu micelio
◦hifas ascógenas: ocorre fusões nucleares dando
n-núcleos diplóides com 16 cromossomos
◦Núcleos haploides sofrem meiose resultam em 4
celulas haploides – divisão mitotica - oito células
haplóides dentro do asco
Nos ascos, os ascosporos são distribuídos
livremente, 8 celulas haplóides (esporos
sexuais ou ascoporo) não são ordenados

19. Ciclo de vida AspergillusCiclo de vida Aspergillus

20. Ciclo sexual de uma leveduraCiclo sexual de uma levedura
Ascomiceto
Saccharomyces cerevisae
◦levedura da panificação, fermentação alcóolica
Dois tipos de reação sexual
◦a: mat 1-A e a: mat 1-B
Não são filamentosas
Possuem células individualizada
Se produzem por brotamento
Celulas haploides de diferentes tipos sexuais e unicleadas
◦plasmogmia (fusão citoplasma) e em seguida cariogamia (fusão de
núcleos) – celula diplóide
Células diplóides dividem-se por brotamento ate induzir
esporulação – sofrem meiose – 4 células haplóides ou 4
ascósporos

21. Ciclo sexual de um BasidiomicetoCiclo sexual de um Basidiomiceto
Coprinus lagopus Familia: Agaricaceae
Fungos superiores
Corpos de frutificação chamados
macroscópicos (cogumelo–de–chapéu)
São heterotálicos – tetrapolar – 2 genes estão
envolvidos, cada um com 2 alelos
A1B1 produzem filamentos com esporos
assexuais – chamados oidios
A2B2 – micelios e oidios
Dois tipos juntos
◦anastomoses de hifas – migração de núcleos entre
os micélios – hifa dicariótica (grampos de conexão)