Genética de Bacterias

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mecanismos de defesa e doença iii
Genética de bactérias e fatores de virulência
GENÉTICA DE BACTÉRIAS: CONCEITOS BÁSICOS 
GENE: é uma sequência de DNA que codifica 
diferentes tipos de RNAs (RNAm, RNAr, RNAt etc). 
Vamos ouvir falar que gene codifica proteína, e está 
incorreto, os genes podem codificar proteínas, mas 
nem todos codificam RNAs que serão traduzidos em 
proteínas. 
Gene que codifica RNAt não codifica uma proteína, e 
o RNAt funciona como RNA, ele não precisa ser 
traduzido para ter função biológica. O RNAt tem a 
função de transportar aminoácidos para realizar a 
tradução das proteínas. 
O RNAr faz parte da composição do ribossomo e 
funciona como RNA e realiza suas as funções. 
CROMOSSOMOS: estruturas de DNA organizadas 
que contém genes e outras sequências de DNA – 
humanos tem 46 cromossomos e cada um é um 
conjunto genético, tem várias sequencias e elas podem 
ser genes, podem não ser genes. 
A maioria do DNA dos cromossomos não é gene, são 
outras sequencias que podem ou não ter função. 
Há algumas proteínas associadas ao DNA, nos 
humanos há as histonas ocupando espaço junto com o 
DNA. 
GENOMA: é o conjunto total do material genético de 
um organismo (cromossomo + plasmídeos no caso da 
bactéria). 
O humano pensamos nos 46 cromossomos presentes 
no núcleo e o DNA das mitocôndrias. Temos vários 
genes sendo codificados dentro do núcleo e outros no 
DNA mitocondrial. 
A bactéria tem um único cromossomo e além desses 
cromossomos tem outras partículas de DNA dentro 
delas, sendo estas os plasmídeos (estruturas de DNA 
pequenas menores que o cromossomo central da 
bactéria e fazem parte do genoma). 
GENÓTIPO: determinado pelo conjunto genético do 
organismo – exemplo: determinada característica 
presente numa bactéria. 
FENÓTIPO: manifestação do genótipo (expressão de 
características), que pode ser influenciada pelo 
ambiente ou não. 
Cada gene codifica um RNA e esse conjunto de RNA 
e proteínas codificadas a partir do genótipo, se 
manifestam no organismo junto com o ambiente para 
dar as características finais. Temos vários genes 
expressos de maneiras diferentes nos tecidos e junto 
dessa expressão genica tem a influência do ambiente 
que dá a característica que o organismo possui. 
O fenótipo de uma determinada bactéria é a interação 
da genética da bactéria e o ambiente em que ela está 
localizada. 
CROMOSSOMO DE BACTÉRIAS 
 
A bactéria normalmente tem um cromossomo e ele é 
circular, diferente do humano que é linear. Mas as 
estruturas que os compõem são semelhantes, por 
exemplo, origem de replicação que são regiões em que 
o cromossomo tem maior facilidade de abrir. Ou seja, 
as fitas de DNA naquele ponto são mais fáceis de abrir 
 
 
e isso ocorre para termos a multiplicação do DNA 
(abrir uma fita da outra, colocar a DNA polimerase e 
construir outras fitas de DNA). 
Quando as células iniciam processo de mitose, várias 
origens de replicação serão abertas e a maquinaria de 
replicação encaixa e ocorre replicação. 
Nas bactérias, normalmente, os cromossomos têm 
apenas uma única origem de replicação – cromossomo 
pequeno e é possível fazer a replicação de forma rápida 
e efetiva. 
Os cromossomos humanos são grandes e várias 
origens são abertas para aumentar a velocidade de 
replicação. 
Replicação do DNA, as fitas que são construídas são 
construídas do sentido 5’ para 3’. 
E. coli comum no intestino de vários animais diferentes. 
A replicação ocorre nas duas direções, iniciando-se na 
origem de replicação (oriC). 
CARACTERÍSTICA DIFERENTE: os genes da 
bactéria podem estar organizados em forma de 
OPERON. 
As bactérias possuem genes individuais como existe 
nos cromossomos humanos – um promotor e a 
sequência gênica distintas – ou organizados em forma 
de OPERON (transcrito em um único RNAm que 
codifica diversas proteínas individuais). 
A estrutura do cromossomo humano tem vários genes 
individuais que podem ser traduzidos em proteína. 
Nas bactérias tem outra organização gênica chamada 
de OPERON, que é um conjunto de genes unidos uns 
aos outros e quando ocorre a transcrição, tem a 
transcrição de todos os genes num bloco só. 
Esse tipo de organização foi selecionada durante a 
evolução das bactérias pois aumenta a velocidade com 
o que ocorre as coisas na célula – transcrição de vários 
genes numa via metabólica de uma vez só e traduzidos 
em proteínas, o que aumenta a eficiência do 
metabolismo da bactéria. 
As bactérias se multiplicam muito rápido e isso ocorre 
devido a características genéticas e fenotípicas que 
facilitam o processo de reprodução continua – 
necessária rápida intervenção medicamentosa. 
PLASMÍDEO DE BACTÉRIAS 
 
Podem ter vários plasmídeos nas bactérias, podemos 
ver uma célula de bactéria e nessa célula teremos um 
cromossomo circular “grande” em relação aos 
plasmídeos. 
O plasmídeo possui sua própria origem de replicação e 
para multiplicá-los também é preciso replicar o DNA. 
Se a bactéria vai se reproduzir, vou ver nela a replicação 
do DNA do cromossomo e do DNA dos plasmídeos – 
novas filhas recebem cada uma um cromossomo e 
cópias dos plasmídeos da célula original. 
Os plasmídeos são muito importantes na resistência 
aos antibióticos. 
Ao receitar um antibiótico pode ocorrer da bactéria 
presente no paciente tenha no seu cromossomo, ou no 
plasmídeo, um gene, ou genes, que codificam uma 
proteína qualquer, ou enzimas, por exemplo, que possa 
degradar o antibiótico. Ao administrá-lo, o paciente vai 
tomar o antibiótico, chega nas células das bactérias e 
se elas forem resistentes, a bactéria não irá morrer. 
As bactérias que são resistentes carregam esses genes 
de resistência frequentemente no plasmídeo, mas 
podem estar no cromossomo. 
O ANTIBIÓTICO NÃO GERA RESISTÊNCIA, ELE 
SELECIONA AS BACTÉRIAS RESISTENTES, QUEM 
CRIA A RESISTÊNCIA SÃO AS MUTAÇÕES 
GENÉTICAS DURANTE A REPRODUÇÃO DAS 
BACTÉRIAS. 
Se o paciente para de tomar o antibiótico no meio do 
tratamento, ou não tomar de forma adequada, a 
disponibilidade dele vai diminuir, diminui a quantidade 
circulante, diminui a quantidade presente nos tecidos. 
 
 
A chance das moléculas de antibiótico chegarem nas 
bactérias pode diminuir. Então, quanto menor for a 
quantidade moléculas de antibiótico eu tiver, menor 
será a chance dele chegar na bactéria. 
Se tenho inúmeras bactérias se multiplicando, é 
provável que as bactérias continuem se multiplicando 
sem que o antibiótico as atinja. 
Quanto mais as bactérias se multiplicam, maior é a 
chance de mutação no DNA, estas são aleatórias e 
podem ser benéficas ou maléficas as próprias bactérias. 
A bactéria foi selecionada, ao tomar o antibiótico de 
forma correta, as resistentes selecionadas para 
sobreviver continuarão causando a doença. 
Transferência de plasmídeo de bactéria para bactéria – 
pode ocorrer conjugação com bactéria que era 
resistente, transferir o plasmídeo de resistência e a 
bactéria que não era resistente, passar a ser resistente. 
A transferência de plasmídeos faz com que as bactérias 
sejam resistentes a muitos antibióticos. 
Plasmídeo depende da maquinaria de replicação da 
bactéria para se multiplicar – dependem de enzimas 
codificadas pelo cromossomo para replicar. 
Os plasmídeos podem carregar genes de resistência de 
antibiótico, e, também, podem ter genes que: 
▪ Codificam enzimas envolvidas no metabolismo 
bacteriano. 
Vantagens adaptativas – mutação no plasmídeo que 
carrega um gene que codifica uma enzima que faz com 
que a bactéria degrade a lactose. 
▪ Proteínas tóxicas para outras bactérias 
(bacteriocinas). 
Elas competem entre si – por exemplo: intestino 
microbiota composta por fungos, vírus, protozoários, 
bactérias que competem por espaço, alimentação – 
produção de proteínas toxicas que gera vantagem 
adaptativa por aumentar a sobrevivência. 
▪ Proteínas que aumentam patogenicidade. 
▪ Proteínas que garantem resistênciaa 
antibióticos, metais pesados e toxinas 
celulares. 
PLASMÍDEO R100: exemplo de plasmídeo que pode 
ser transferido entre uma série de gêneros entéricos, 
incluindo Escherichia, Klebsiella e Salmonella. 
REPLICAÇÃO EM BACTÉRIAS 
 
DNA POLIMERASE: é a enzima responsável por 
construir as novas fitas de DNA e para ela conseguir 
realizar isso, é necessário abrir as fitas de DNA 
originais. A abertura das fitas depende da enzima 
helicase. 
Para que a DNA polimerase atue precisamos que 
uma pequena sequência seja colocada no DNA, que é 
o primer. A enzima primase coloca o primer (pequena 
sequência de RNA colocada nas duas fitas de DNA que 
foram abertas, sinalizando o início). Para que a DNA 
polimerase consiga construir as fitas. 
A fita pode ser construída em fragmentos ou contínua 
– os fragmentos construídos são denominados 
fragmentos de Okazaki. No final, há outra proteína 
denominada ligase que liga esses fragmentos para que 
o DNA esteja completamente replicado. 
A DNA polimerase estende as fitas. 
 
Abre-se a forquilha de replicação, cada uma anda em 
um sentido, o cromossomo é replicado dos dois lados, 
as forquilhas se encontram no fim e o cromossomo 
circular é feito de forma completa. O sítio de 
terminação da replicação está no lado oposto à origem. 
 
 
Para cada uma das forquilhas tenho uma fita continua e 
outra descontinua – a fita é construída do sentido 5’ 
para 3’ independente da forma que for. 
No final temos dois cromossomos produzidos. 
CONCEITO DE GENÉTICA QUE A 
REPLICAÇÃO DO DNA É 
SEMICONSERVATIVA: no final do processo vemos 
a fita original + a fita nova. 
TRANSCRIÇÃO EM BACTÉRIAS 
 
PROMOTOR: sequência do DNA onde começa a 
transcrição em determinado gene. 
Há um gene qualquer no cromossomo da bactéria e a 
região promotora, que serve para ocorrer o encaixe 
dos fatores de transcrição. 
Os fatores de transcrição indicam a região para a RNA 
polimerase interagir, uma vez que ocorre interação, ela 
anda sobre o DNA, o lê e a partir daquele momento 
produz as fitas de RNA que ele está codificando. 
Quando mais a RNA polimerase vai andando, maior é 
a fita de RNA produzida. 
DNA polimerase faz DNA e RNA polimerase faz RNA. 
A origem de replicação (único ponto de abertura das 
fitas para replicação) é diferente do promotor gênico 
(região do gene que indica o ponto para o início de 
transcrição). 
TRADUÇÃO EM BACTÉRIAS 
 
Após a transcrição do RNAm, que codifica 
determinada proteína, que para ser produzida, o 
RNAm precisa ser traduzido. Ou seja, precisa ser 
acoplado ao ribossomo, que é composto por duas 
subunidades (grande e pequena), elas são formadas por 
proteínas e RNAr. 
A estrutura do ribossomo é formada por proteínas e 
RNAr, eles ficam juntos das proteínas tanto na 
estrutura grande como na pequena do ribossomo. Os 
RNAr que funcionam de fato como a parte enzimática. 
O ribossomo une o RNAt ao RNAm (códon e 
anticódon) e a ligação peptídica entre os aminoácidos 
até que seja formada a proteína traduzida. 
O processo da ligação do códon e anticódon é facilitada 
pelos RNAr (parte catalítica). 
TRADUÇÃO: o ribossomo vai andando sobre o RNA 
e a medida com que ele anda, ocorre o encaixe de 
novos RNAt e cada um trazendo um aminoácido 
específico. Os aminoácidos são ligados uns aos outros 
e no fim temos a produção de uma proteína. 
 
POLIRRIBOSSOMOS: múltiplos ribossomos podem 
fazer a tradução de um mesmo RNAm. 
 
 
Quando olhamos para o RNAm, ele tem um ponto de 
entrada em que o ribossomo encaixa e anda sobre 
fazendo a tradução. 
Nas bactérias, logo que o ribossomo anda pelo RNAm, 
outro ribossomo encaixa sobre o mesmo RNAm e 
anda no mesmo sentido e assim ocorre sucessivamente 
– vários ribossomos passam pelo RNAm ao mesmo 
tempo. 
Isso foi selecionado pois quanto mais ribossomos 
passam pelo mesmo RNAm ao mesmo tempo, mais 
proteínas serão produzidas em um mesmo espaço de 
tempo – auxilia na reprodução rápida das bactérias. 
Nas bactérias a tradução e a transcrição costumam 
ocorrer de forma simultânea. Então, tenho uma 
RNA polimerase transcrevendo o RNAm de uma 
proteína e a medida com que ele é transcrito, já tenho 
ribossomos encaixando nele e realizando a tradução. 
É possível realizar isso nas bactérias e nos humanos 
não, pois nos humanos temos o núcleo. 
VACINA DE DNA: construção de plasmídeo – 
originalmente da bactéria, coloco outro gene e 
reproduzo em grande quantidade nas bactérias, purifico 
os plasmídeos e pode utilizar para produzir a vacina. 
POLIRRIBOSSOMOS NOS HUMANOS: em processo 
fisiológico, ocorre na gravidez durante o 
desenvolvimento embrionário, as células embrionárias 
possuem polirribossomos, e em contexto patológico, 
em células cancerígenas. 
OPERON 
 
 
Os genes das bactérias podem ser organizados de 
forma individual ou OPERON. 
OPERON: conjuntos gênicos funcionalmente 
relacionados com expressão controlada (os genes são 
transcritos com um único RNAm) – coordenar um 
conjunto de genes para uma determinada função. 
OPERON LAC: ele é um conjunto de genes que 
funciona nas bactérias para realizar o metabolismo da 
lactose. 
O OPERON tem uma região de controle e uma região 
de genes estruturais. 
Durante a vida da bactéria, a bactéria pode estar num 
ambiente com bastante glicose e lactose. A diferença 
entre a lactose e da glicose é que a lactose é um 
dissacarídeo e a glicose um monossacarídeo. Mais 
rápido metabolizar a glicose do que a lactose e gasta 
menos energia. 
Na região de controle, tenho uma proteína repressora, 
ela se liga na região de controle e bloqueia o OPERON, 
pois naquele momento, estou consumindo glicose e 
não metabolizo a lactose, então geneticamente, não faz 
sentido transcrever os genes do OPERON, que seriam 
utilizados para processar a lactose. 
Com o tempo, pode diminuir a oferta de glicose e 
sobrar apenas a lactose, então a bactéria precisa 
metabolizar a lactose. 
A lactose entra dentro das células da bactéria e ela é 
modificada, passa por um processo de isomerização, 
que são a mesma molécula, porém, de forma espelhada. 
A lactose é convertida em seu isômero, a alolactose. 
O isômero se liga na proteína repressora e a inativa. 
Quando ela é inativada, consigo transcrever o 
OPERON. 
 
 
Os genes que compõem o OPERON são: permease 
e beta-galactosidase (transacetilase não se sabe 
muito bem a função). 
Quando eles forem transcritos e traduzidos a 
permease facilita a entrada de lactose para dentro da 
bactéria e a beta-galactosidase que é uma enzima 
que quebra a lactose em glicose + galactose. 
A bactéria consegue processar a lactose e sobreviver 
no ambiente. 
Tem vários OPERONs, o mais estudado é o LAC. 
TRANSFERÊNCIA DE MATERIAL GENÉTICO 
Transformação 
 
As bactérias contêm cromossomos circulares e além 
deles os plasmídeos. 
As bactérias podem transferir material genético umas 
para as outras de maneiras diferentes, uma delas é a 
transformação. 
O princípio da transformação foi descrito por 
Frederick Griffith em 1928. 
Uma bactéria infecciosa patogênica foi injetada em um 
animal e foi acompanhado o processo infeccioso, após 
um período o animal morria. 
Pegava tecido do animal e plaqueava em placas de 
crescimento de bactérias, várias cresciam na placa de 
cultura. A bactéria estava relacionada a morte, pois nas 
amostras, tinha a confirmação que a bactéria tinha se 
multiplicado no animal. 
Outra variação dessa bactéria sem cápsula (estrutura 
externa presente em algumas bactérias – é um fator de 
virulência), a bactéria capsulada é protegida do sistema 
imunológico do camundongo, ela se multiplica de forma 
mais rápida e é responsável pela morte do animal. 
A versão não capsulada foi injetada no camundongo, se 
multiplica, mas seu sistema imunológico controla e 
mata a maioria das bactérias. 
Há bactérias no camundongo, mas em menor 
quantidade, a doença é mais leve e ele sobrevive. 
Portanto,a cápsula é o que gera problema no animal. 
Injeto bactérias mortas pelo calor no camundongo, ele 
sobrevive, ao observar seu tecido não tem nada, o 
sistema imunológico as destruiu mesmo mortas. 
Ele matou a bactéria encapsulada e colocou junto com 
as bactérias sem cápsula vivas, misturando-as e as 
injetou no camundongo. Ao observar, o animal morreu 
e na placa de cultura as bactérias que estavam 
presentes no tecido do animal possuíam cápsula. 
Quando matam as bactérias capsuladas, em 
determinado momento, a célula vai ser destruída e o 
material genético será liberado no meio de cultura, pois 
a célula se desintegra. 
O DNA pode ser do plasmídeo ou do próprio 
cromossomo que pode ser capturado pela bactéria que 
não possui capsula, ao pegá-lo, ocorreu transferência 
de DNA de uma bactéria morta para uma viva. 
 
 
 
Ela consegue captar o fragmento de DNA da bactéria 
doadora e posso ter a inserção do pedaço de DNA no 
cromossomo, ou no plasmídeo. E gerando uma nova 
bactéria com um pedaço novo de DNA que ela não 
possuía antes, o que pode torna-la resistente. 
Conjugação 
TRANSFERÊNCIA DE PLASMÍDEO 
 
TRANSFERÊNCIA DE PORÇÃO DO 
CROMOSSOMO 
 
A conjugação é a transferência de material genético, 
pode ser plasmídeo, ou pode ser pedaços do 
cromossomo. 
Independente de ser um dos dois, é necessária uma 
conexão entre duas bactérias vivas, pode ser em pilos 
ou uma interação entre membranas. 
Transferência ativa entre duas bactérias vivas, que 
podem ser da mesma espécie ou diferentes. 
E. coli pouco patogênica ou não patogênica pode sofrer 
mutação, transferir material genético com resistência 
para salmonela e ter uma salmonela resiste ao 
antibiótico – interações importantes no ambiente 
médico. 
Transdução 
 
Alguns vírus infectam as bactérias, sendo estes os 
bacteriófagos. 
No contexto da infecção por ele, ele chega infecta a 
bactéria e quando isso ocorre, ele pode induzi-la a 
morte. E durante esse processo, vemos DNA da 
bactéria sendo degradado dentro da célula da bactéria, 
e ao mesmo tempo, estou tendo a formação de novos 
bacteriófagos, pois eles se multiplicam. 
Ao acaso pode ocorrer uma cápsula de bacteriófago 
sendo formada e ao invés de carregar o DNA do 
bacteriófago, ele carrega o DNA da bactéria. Ele pode 
sair da célula e infectar outra bactéria, e ao invés de 
entregar o DNA viral, ele entrega o DNA bacteriano, 
se integrando e a bactéria ganha um pedaço de DNA 
que não tinha a princípio. 
Transmissão de resistência a 
antibióticos 
A) EVOLUÇÃO VERTICAL DAS BACTÉRIAS: tinha 
uma bactéria X que se multiplica e gera bactérias filhas. 
Pode ocorrer nos ciclos de replicação de uma das 
bactérias filhas sofrer mutação genética. 
Pode ser resistência a antibiótico e ocorrer seleção das 
bactérias resistentes e a doença se estabelecer durante 
uma infecção bacteriana. 
 
B) EVOLUÇÃO HORIZONTAL: transferência 
horizontal de DNA de uma bactéria para outra, como 
a conjugação (a bactéria sofre mutação qualquer, ou o 
plasmídeo tinha um gene de resistência, que é 
transferido para outra bactéria, gerando outra bactéria 
que terá uma vantagem adaptativa que ela não possuía 
antes), transdução (DNA da bactéria mutada foi 
 
 
transferido junto do bacteriófago para uma bactéria 
sem mutação, que passa a ter mutação) e a 
transformação (a bactéria mutante morreu por algum 
motivo, o material genético ficou exposto no meio e 
outra bactéria o capturou, adquirindo uma vantagem 
adaptativa). 
 
PATOGÊNESE MICROBIANA 
 
Bactérias podem causar doenças de maneiras 
diferentes, normalmente, quando ela interage com o 
organismo, ela se adere a uma determinada superfície. 
Nem toda bactéria consegue afetar o organismo, pois 
algumas não possuem receptores compatíveis. 
O estabelecimento de uma doença também precisa do 
crescimento e proliferação das bactérias, pois muitas 
vezes a quantidade de bactérias que temos contato 
numa exposição pode ser pequena e não causar 
doenças. 
O microrganismo pode causar danos ao hospedeiro de 
quatro formas básicas: 
1. A bactéria causa a morte das células do tecido, 
como a Salmonella no intestino, pois causa 
danos diretos no local da invasão. 
2. Produção de toxinas que são 
transportadas pelo sangue e pela linfa 
podendo danificar locais distantes – a 
célula da bactéria em si não causa maiores 
problemas, mas suas toxinas, sim. 
3. A bactéria pode competir por 
nutrientes do hospedeiro – mecanismos 
genéticos que auxiliam na velocidade do 
metabolismo, elas são rápidas. Com pouca 
energia disponível, as células do hospedeiro 
podem entrar em morte celular. 
4. Induzindo reações de hipersensibilidade, 
pois a bactéria em si não é patogênica por 
matar as células ou produzir toxinas, mas o 
sistema imunológico reage, podendo causar 
hipersensibilidade (resposta imunológica 
descontrolada, que pode levar a danos no 
tecido). 
Vírus da hepatite C e hepatite B não são citotóxicos, o 
que danifica o fígado é a inflamação crônica. 
Mycobacterium tuberculosis: formação de granulomas 
pelo sistema imunológico, que altera o funcionamento 
celular. 
A patogenicidade difere consideravelmente entre os 
patógenos, assim como a resistência ou suscetibilidade 
do hospedeiro ao microrganismo – coevolução entre 
patógenos e hospedeiros, pois a adaptação pode ser 
diferente entre os organismos, então é difícil o 
desenvolvimento de drogas e vacinas. 
Uma mesma bactéria no ser humano pode ser menos 
patogênica num individuo imunocompetente e mais 
patogênica em indivíduos imunodeficientes. 
Patógenos oportunistas causam doença em 
hospedeiros com resistência comprometida (disbiose, 
câncer, AIDS, tratamentos imunossupressores). 
Em pessoas transplantadas, caso pare o tratamento 
com imunossupressores os linfócitos T vão atuar 
contra o enxerto e causar rejeição. 
Disbiose: na clínica diversos médicos receitam 
antibióticos de forma descontrolada e sem 
necessidade, ele não cumpre com sua função e altera a 
microbiota, como por exemplo, o corona vírus com 
azitromicina, que é extremamente forte, pode causar 
disbiose grave (alteração da microbiota) e fico mais 
suscetível a uma infecção bacteriana. 
Virulência 
 
 
O termo virulência é utilizado para qualquer patógeno, 
não apenas vírus. É um termo geral utilizado para se 
referir a capacidade relativa de um patógeno em 
provocar doenças (medida da patogenicidade de um 
microrganismo). É o resultado de interações patógeno-
hospedeiro e pode mudar ao longo do tempo. 
Uma bactéria muito virulência significa que ela é muito 
patogênica, ou seja, a capacidade de infectar e causar 
doenças é maior. 
Muitos patógenos produzem fatores de virulência que, 
direta ou indiretamente, aprimoram a capacidade de 
invasão. 
Cultivo de patógenos pode levar à atenuação da 
virulência: seleção de mutantes menos virulentos, 
porém, mais adaptados ao meio de cultura. 
Vacina da febre amarela: cultivada no embrião de 
galinha, o vírus vivo é atenuado por seleção, ele é 
purificado e injetado, a capacidade de infectar de forma 
grave um ser humano é pequena. Ela é mais perigosa, 
ainda não existe algo assim para o corona vírus. 
As bactérias podem ser cultivadas em laboratório em 
meio específicos ou em animais específicos para 
diminuir a virulência, podendo utilizar como fonte de 
vacina. 
 
A virulência de um microrganismo é expressa como 
DI50 (dose infectante para 50% de uma amostra da 
população). 
FATORES DE VIRULÊNCIA: mecanismos ou 
estruturas ou moléculas que são selecionadas 
evolutivamente e facilitar a sobrevivência no organismo 
do hospedeiro, além de facilitar a infecção, enquanto 
para o organismo hospedeiro pode levar a doenças. 
Podem ser codificados geneticamente pelo próprio 
cromossomo da bactéria, como o gene que codifica 
uma proteína como a adesina, a bactéria mais grudar 
mais facilmente na superfície do ambiente que ela quer 
infectar,ou pode vir de um plasmídeo. 
Tem vários tipos de E. coli e na maioria das vezes ela 
não causa nenhum problema, mas em casos de disbiose 
pode causar doenças. 
Adesina 
As adesinas são proteínas que podem ser 
glicoproteínas ou lipoproteínas. Independente da sua 
estrutura, sua função é aderir. 
Localizadas no glicocálice ou em outras estruturas da 
superfície microbiana, como pili, fimbrias e flagelos. 
Para o estabelecimento da infecção é necessário aderir. 
Quanto mais específica for para o organismo, mais fácil 
será a interação da bactéria com o organismo e 
estabelecer uma infecção. 
EXEMPLO DE BACTÉRIAS PATOGÊNICAS 
QUE SE ADEREM AO HOSPEDEIRO: 
Shigella, Salmonella e E. Coli: infecções intestinais – 
gram negativas, a E. coli tem variantes que podem 
causar doenças intestinais. 
Treponema pallidum: agente causador da sífilis. 
Listeria monocytogenes: causa meningite, aborto 
espontâneo e nascimento de bebês natimortos – 
importante do ponto de vista imunológico, quando 
entenderam o funcionamento dos linfócitos T, o 
modelo utilizado para estudo era a infecção pela 
Listeria, ela infecta a célula e fica intracelular. Elas eram 
mortas quando tem resposta de linfócito T CD8+. 
Neisseria gonorrhoeae: agente causador da 
gonorreia. 
Staphylococcus aureus: causa infecções de pele. 
Para algumas bactérias determinado tipo de resposta 
imunológica é mais eficiente comparado com outras. 
Biofilme 
 
 
▪ Adesão de agrupamento de microrganismos – 
compartilhamento de nutrientes. 
▪ Geralmente em superfícies úmidas que contém 
matéria orgânica. 
▪ Aumentam resistência a desinfetantes e 
antibióticos. 
O biofilme é um processo, ele é um agregado de 
bactérias. O agregado ocorre pois as bactérias 
conseguem aderir a uma superfície e aderir umas as 
outras. 
É importante no ponto de vista clínico, a maior parte 
das infecções de seres humanos, ocorrem com 
bactérias que formam biofilme. 
PONTO DE VISTA DA BACTÉRIA SOFRE 
FORMAR BIOFILME: “conversar” com as vizinhas, 
trocar informações, se chega nutriente fica mais fácil 
dele ser distribuído na colônia e quando ele é formado, 
é gerado um mecanismo de resistência contra 
antibióticos e desinfetantes, ou seja, mecanismos 
imunológicos ou químicos ou físicos. É mais difícil de 
removê-las do que remover as bactérias que estão 
individualmente distribuídas. 
 
As bactérias eram individuais, se fixaram em um 
ambiente, elas começam a formar colônias, que 
evoluem e podem soltar fragmentos, podendo 
colonizar outras partes do organismo, ou o local em 
que estiverem presentes. 
IMPORTÂNCIA MÉDICA: 
▪ Cateteres médicos. 
▪ Endopróteses expansíveis. 
▪ Válvulas cardíacas. 
▪ Lentes de contato. 
Estima-se que os biofilmes estejam envolvidos em cerca 
de 65% de todas as infecções bacterianas em seres 
humanos. 
Cápsula 
É um envoltório de carboidratos ou proteínas ao redor 
da parede celular, o que aumenta a virulência (promove 
a resistência à fagocitose). 
A cápsula pode proteger fisicamente a bactéria de 
danos físicos, tem uma estrutura mais rígida e 
elaborada. 
A cápsula pode proteger contra o sistema imunológico, 
é difícil gerar um anticorpo contra uma bactéria que 
possui cápsula. A estrutura da cápsula com bastante 
carboidrato, que dificulta o reconhecimento pelo 
linfócito B e produzir anticorpos. 
Os anticorpos contra carboidratos tem auxílio de 
linfócitos T. 
Célula T helper (um tipo de linfócito T CD4+): ocorre 
indução da produção de anticorpos na presença de 
linfócitos T, que faz com que os anticorpos sejam mais 
eficientes contra os patógenos, e isso ocorre quando o 
antígeno é proteína, se ele for carboidrato isso não 
ocorre. 
A bactéria com cápsula será resistente ao sistema 
imunológico, mas pode ocorrer opsonização, pois 
anticorpos contra a cápsula podem facilitar a 
fagocitose. 
EXEMPLOS DE BACTÉRIAS PATOGÊNICAS 
QUE POSSUEM CÁPSULA: 
Klebsiella pneumoniae e Streptococcus 
pneumoniae: causadores de pneumonia. 
Haemophilus influenzae: causa pneumonia e 
meningite em crianças. 
Bacillus anthracis: causa do antraz. 
Yersinia pestis: causador da peste negra. 
Parede celular 
Existem dois grandes grupos de bactérias devido a sua 
parede celular – gram positivas e gram negativas. 
O LPS está presente apenas nas negativas. 
As duas tem parede celular de peptideoglicanos, a gram 
positiva tem uma camada espessa enquanto a gram 
 
 
negativa tem uma camada mais fina e junto o LPS 
(membrana externa). 
Se faço coloração das bactérias, as que não colorem 
são as atípicas (micobactérias como Mycobacterium 
leprae e Mycobacterium tuberculosis, que causam 
hanseníase e tuberculose, respectivamente). Na 
superfície delas há ácido micólico, o que a difere das 
gram positiva e gram negativa. Elas são resistentes a 
ácidos pela presença do ácido micólico na superfície – 
facilitou a forma de identificar as bactérias. 
Assim como a cápsula, previne o rompimento das 
bactérias. Quando colocamos hemácias na água, ela 
incha e explode, enquanto as bactérias conseguem ficar 
em ambientes mais agressivos. 
 
EXEMPLOS: 
Streptococcus pyogenes: 
▪ Parede celular com proteína M (resistente ao 
calor e à acidez). 
▪ Ajuda na aderência a células do hospedeiro e 
na resistência à fagocitose. 
Mycobacterium tuberculosis: 
▪ Parede celular com lipídeo ceroso (ácido 
micólico). 
▪ Aumenta a resistência à digestão por fagócitos. 
Enzimas 
Todos os fatores de virulência podem ser codificados 
por cromossomos ou por plasmídeos. 
Algumas bactérias podem produzir diferentes tipos de 
enzimas – pode ser para interesse próprio, como, por 
exemplo, para realizar o metabolismo da glicose. 
As células do tecido são coladas umas as outras por 
proteínas de junção, por mais que as bactérias possam 
aderir ao epitélio, é difícil fazer o processo de invasão. 
Apenas aderir não garante a invasão e 
colonização do tecido. 
HIALURONIDASE OU COLAGENASE: 
degradam o ambiente – degradando principalmente 
proteínas da matriz celular. 
A enzima hialuronidase promove a degradação do ácido 
hialurônico e disseminação dos microrganismos pelos 
tecidos. 
As células estão colocadas na matriz extracelular com 
colágeno, carboidratos, proteínas e várias outras 
substâncias. Para invadir o tecido, as bactérias precisam 
quebrar essas “barreiras” para invadir o tecido, seja a 
junção entre as células, seja a matriz extracelular para 
facilitar a entrada. 
Alguns patógenos produzem enzimas fibrinolíticas que 
dissolvem coágulos e disseminam os patógenos – 
exemplo: Streptococcus pyogenes – estreptocinase. 
Algumas bactérias podem ou promover o coágulo, ou 
desfazer o coágulo. Se a bactéria está querendo se 
disseminar, pode dissolver o coágulo, pois durante o 
processo infeccioso pode ocorrer lesão e ter 
coagulação. Se ela tentar entrar pelo local, o coágulo 
pode segurá-la, então ela produz enzimas que o 
quebram para poder prosseguir. 
Alguns patógenos produzem enzimas que promovem a 
formação de coágulos com o isolamento dos patógenos 
e proteção destes contra a resposta imune – exemplo: 
Staphylococcus aureus patogênicos – coagulase. 
Há bactérias que tentam fugir do sistema imunológico 
e entrar no tecido e as células imunes estão chegando 
no tecido também, como o neutrófilo, então ela 
promove a coagulação para impedir a chegada do 
neutrófilo no local também a fim de que ela consiga 
disseminar-se. 
Toxinas 
É um dos fatores de virulência mais importantes para 
as bactérias – são substâncias venenosas produzidas 
por certos organismos. Quando há transporte pelo 
sangue ou linfa, aumenta o risco de fatalidade. 
Podem inibir a síntese proteica, destruir células e vasos 
sanguíneos e danificar o sistema nervoso central. 
 
 
Podem gerar também: febre, distúrbios 
cardiovasculares, espasmos, diarreia e choque. 
 
DOIS TIPOS BÁSICOS: endotoxinas e exotoxinas. 
Exotoxinas: fora – produzida pelabactéria e liberada 
para o meio como a toxina do botulismo, do tétano, da 
cólera. 
Endotoxinas: LPS – vários tipos de bactéria gram 
negativa tem seu LPS próprio, ou seja, variam a 
estrutura, mas todos são chamados de endotoxinas, o 
LPS fica na parede celular, não é produzido e liberado 
para fora pela bactéria. O LPS é um potente ativador 
de resposta inflamatória, então pode causar toxicidade 
para o paciente, pois a bactéria pode entrar em contato 
com células do sistema imune com receptor para LPS 
e ativar a resposta imune. O receptor do tipo Toll pode 
reconhecer o LPS (resposta imune inata), e estes 
receptores reconhecem fatores de virulência de 
patógenos. 
Toll 4 (TLR 4): receptor que reconhece LPS. 
Se tiver um macrófago, ou monócito, ou célula 
dendrítica, ou células do epitélio intestinal com 
receptores do tipo Toll 4 na superfície, se a bactéria 
gram negativa encostar ocorre uma ativação bioquímica 
potente com liberação de citocinas inflamatórias (IL-12, 
IL-6, TNF-alfa) podendo resultar febre, dor, choque 
dependendo da quantidade. 
Inflamação generalizada: aumenta a permeabilidade 
vascular, extravasa sangue para os tecidos, diminuindo 
o dos vasos, portanto, não chega sangue suficiente no 
cérebro. 
Todo material cirúrgico, ou água de injeção, é 
necessário que não tenha LPS. Precisa ser controlado, 
o paciente pode entrar em sepse, ou ter uma reação 
forte instantânea. 
Exotoxinas são proteínas e estas são sensíveis ao calor, 
então se perder algo, a proteína pode desnaturar e a 
toxina perder a função. 
O LPS é resistente ao calor diferente das toxinas, 
mesmo se o material for colocado na autoclave, com 
bastante calor e pressão para matar os microrganismos. 
A bactéria morre o LPS sobrevive, ele é resistente ao 
calor, e como exotoxinas que acaba se desnaturando e 
perdendo sua capacidade ativa. 
As endotoxinas causam sintomas semelhantes entre si 
como febre e dor, porém, as exotoxinas são específicas 
em termos de atividade, pois tem funções diferentes no 
organismo e afetam de maneiras distintas por se ligar a 
receptores diferentes. 
 
Se injetar o LPS da E. coli, ou da Salmonella, a resposta 
inflamatória será semelhante – resposta inflamatória 
intensa, extravasamento de plasma, choque e se não 
tiver ajuda, o problema pode ser sério. 
As endotoxinas (LPS) foram estudadas principalmente 
em Escherichia, Shigella e, especialmente, 
Salmonella. 
Escherichia coli: principal bactéria para realizar vários tipos 
de estudo. 
IMPORTÂNCIA MÉDICA: 
 
 
Presença de endotoxina em fármacos, fluidos corporais 
(soro e líquido cefalorraquidiano) e instrumentos 
médicos (mesmo esterilizados) é perigoso. 
Tem testes de laboratório para avaliar se tem 
concentrações perigosas ou não – difícil ter algo isento. 
Teste laboratorial para detecção de endotoxina ensaio 
lisado de abemócitos de Limulos (LAL). 
Limulus: teste que indica o limite máximo permitido. 
 
 
Botulismo e tétano 
Para movimentar o braço, o neurônio motor dispara 
sinais e o neurotransmissor liberado é acetilcolina, ou 
seja, para transformar a necessidade de movimentar 
elétrico, é disparado sinal elétrico do neurônio e na 
placa motora é liberada acetilcolina, que interage com 
os neuroreceptores, dispara o potencial de ação e 
resulta numa contração. 
As toxinas atuam no mesmo sistema, porém, os 
processos biológicos são distintos – as proteínas são 
distintas. 
TÉTANO: rigidez muscular. 
 
BOTULISMO: flacidez muscular. 
 
Naturalmente no organismo, os neurônios motores 
liberam acetilcolina, que interage com os receptores e 
causam contração. Na presença da toxina do 
botulismo, ocorre interação da toxina com os 
neurônios motores e a acetilcolina não é liberada na 
placa motora – as vesículas com neurotransmissores 
não liberam. Então o músculo não contrai, ocorre uma 
paralisia flácida, o músculo não responde. 
Tem inúmeros neurônios ativadores, inibitórios, com 
um balanço e contrabalanço para controlar as 
respostas. Então, existem neurônios que liberam 
glicina. A glicina atua como neurotransmissor inibitório 
da liberação da acetilcolina, pois a liberação é 
controlada e regulada. A toxina do tétano impede a 
liberação de glicina, então sai bastante acetilcolina dos 
neurônios motores, o que ocasiona a paralisia rígida, 
pois o músculo contrai e não relaxa mais. 
Salmonella 
ILHAS DE PATOGENICIDADE: agrupamento de 
genes que codificam fatores de virulência. 
Quando olhamos para o cromossomo da bactéria, os 
genes relacionados a patogenicidade estão próximos, 
ou seja, em uma mesma região. As ilhas de 
patogenicidade eles são os agrupamentos gênicos, que 
são transcritos, traduzidos e tem sua função específica 
 
 
para a bactéria – genes que vão aderir, movimento, 
resistir a determinado processo imunológico, codificar 
LPS. 
 
TLR 5: reconhece flagelina, que é uma proteína 
presente em alguns flagelos das bactérias. 
Célula humana: dois tipos de cromatina, 
heterocromatina e eucromatina, com estímulo isso 
pode ser alterado. Os genes codificados durante 
resposta imunológica estão agrupados no núcleo, então 
é mais fácil para realizar a transcrição.