Morfologia Bacteriana

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Introdução 
As análises genéticas são as mais fidedignas para a classificação dos 
seres vivos. Ela baseia-se na análise dos RNAs ribossômicos e divide os 
seres vivos em três grandes grupos: 
 Bacteria; 
 Archaea: Arqueobactérias - Bactérias que sobrevivem em 
condições extremas; 
 Eukarya. 
As células eucarióticas possuem organelas membranosas, enquanto 
as células procarióticas possuem seu DNA disperso no citoplasma; não 
delimitado por uma membrana nuclear. 
 
As bactérias que coram-se em roxo são denominadas gram-positivas 
e as bactérias que coram-se em rosa são conhecidas como gram-
negativas. O gram, além de ser uma técnica de coloração, também 
revela diferenças estruturais entre as bactérias. 
As bactérias gram-positivas são aquelas que possuem uma parede 
celular (peptideoglicano) espessa. Já as bactérias gram-negativas 
possuem não só uma fina camada de peptideoglicano, mas também 
uma membrana externa. 
 
As bactérias também podem ser classificadas, de acordo com o seu 
formato, em cocos, diplococos, estreptococos, tétrades, sarcinas, 
estafilococos, bacilos ou bastonetes, espirilos, espiroquetas, 
apendiculadas, filamentosas e vibriões. 
 
O tamanho das células procarióticas pode variar entre 0.2m e 
700m, porém a maioria delas possui tamanho entre 0.5m e 4m. 
Membrana plasmática 
A membrana plasmática dos procariontes é uma bicamada 
fosfolipídica em que seus fosfolipídios possuem uma região hidrofílica e 
outra hidrofóbica. 
Os fosfolipídios são formados por ácidos graxos, glicerol, um 
grupamento fosfato e uma grupamento orgânico (variável). 
 
Além dos fosfolipídios, também encontram-se esteróis nas 
membranas biológicas dos seres vivos. Os esteróis são substâncias que 
conferem rigidez à membrana plasmática, estabilizando a sua fluidez. 
Morfologia Bacteriana 
As bactérias não possuem colesterol em suas membranas 
plasmáticas, como os eucariontes, porém possuem hopanoides. Os 
hopanoides são um grupo de esteróis que as bactérias podem ter 
inseridos em suas membranas com a mesma função dos colesteróis. 
 
Nas bactérias e nos eucariontes, o glicerol dos fosfolipídios liga-se ao 
fosfato e, por meio de ligações do tipo éster, aos ácidos graxos. Já as 
arqueobactérias não realizam ligações do tipo éster, apenas do tipo 
éter. Além disso, as arqueobactérias podem possuir tanto uma 
bicamada fosfolipídica, quanto uma monocamada. A monocamada 
fosfolipídica confere maior estabilidade para àquelas que encontram-
se em altas temperaturas. 
A membrana plasmática é fundamental para o controle de 
substâncias que entram e saem das células, além de ser um ponto de 
ancoragem para diversas proteínas. Ela também é responsável por 
manter o gradiente de cargas dentro e fora das bactérias. 
Transporte através da membrana 
A bicamada fosfolipídica é permeável a moléculas hidrofóbicas e 
pequenas moléculas polares não carregadas, e impermeável a íons e 
grandes moléculas polares não carregadas. 
Em resumo, quanto maiores e mais polares forem as moléculas, mais 
difícil será para elas atravessarem a membrana, quanto menores e 
mais hidrofóbicas forem as moléculas, mais fácil será para elas 
atravessarem essa estrutura. 
Nos casos em que a bicamada fosfolipídica é impermeável a algumas 
moléculas, torna-se necessário a utilização das proteínas para a 
realização desse transporte. Algumas proteínas são integrais de 
membrana, ou seja, atravessam completamente a bicamada 
fosfolipídica, e outras são periféricas, em que não atravessam a dupla 
camada lipídica. 
 
Para abastecer o metabolismo e suportar o crescimento, as células 
precisam importar nutrientes e exportar seus resíduos em uma base 
contínua. Para preencher essas condições, existem diversos 
mecanismos de transporte em procariotos, cada um com suas 
próprias características peculiares. 
Pelo menos três sistemas de transporte são bem caracterizados em 
procariotos. O transporte simples consiste somente em uma proteína 
transportadora transmembrana, a translocação de grupo envolve 
uma série de proteínas no evento de transporte, e o sistema de 
transporte ABC consiste em três componentes: uma proteína de 
ligação ao substrato, um transportador integrado à membrana e uma 
proteína que hidrolisa ATP. 
 
Independente do mecanismo de transporte, os eventos reais de 
transporte são de três tipos – uniporte, simporte e antiporte – e 
cada evento é catalisado por uma proteína chamada de 
transportadora. Uniportadoras são proteínas que transportam uma 
molécula de maneira unidirecional através da membrana, para dentro 
ou para fora da célula. Simportadoras são proteínas que atuam como 
cotransportadores; elas transportam uma molécula em conjunto com 
outra substância, normalmente um próton. Antiportadoras são 
proteínas que transportam uma substância para dentro da célula, 
enquanto, simultaneamente, transportam uma segunda substância 
para fora da célula. 
 
COLORAÇÃO DE GRAM 
A maioria das bactérias é dividida em gram-positivas e gram-
negativas. Após a realização da técnica de coloração de GRAM, 
observam-se bactérias coradas em roxo e outras coradas em rosa. 
Aquelas coradas em roxo são gram-positivas e as coradas em rosa 
são gram-negativas. A coloração de GRAM em conjunto com a 
classificação do formato das bactérias auxiliam na sua identificação. 
 
SÍNTESE DO MÉTODO DE GRAM 
 
A coloração de GRAM revela diferenças estruturais entre as 
paredes celulares das bactérias. As bactérias gram-positivas, por 
exemplo, possuem, em sua parede celular, uma camada espessa de 
peptideoglicano, o que torna impossível a remoção do cristal violeta 
pelo álcool durante a descoloração. Já as bactérias gram-negativas, 
por exemplo, possuem em sua parede celular não só uma fina camada 
de peptideoglicano, mas também uma membrana externa formada 
por fosfolipídios que é removida pelo álcool, descolorando-as. 
 
A técnica de GRAM também possui aplicações na clínica como, por 
exemplo, a escolha de utilização dos antibióticos. 
PAREDE CELULAR BACTERIANA 
As principais funções da parede celular bacteriana é fornecer rigidez, 
forma e proteção contra lise (choque osmótico). 
O principal componente da parede celular bacteriana é o 
peptideoglicano, um heteropolissacarídeo formado por dois tipos de 
açúcares e alguns aminoácidos. 
Em bactérias gram-positivas, cerca de 90% da parede celular é 
composta por peptideoglicano. Em bactérias gram-negativas, apenas 
uma pequena quantidade da parede celular total consiste em 
peptideoglicano, enquanto a maior parte é composta pela membrana 
externa. 
Os açúcares que compõem o peptideoglicano são o N-acetilmurâmico 
(M) e N-acetilglicosamina (G). Portanto, para formar-se uma única 
camada de peptideoglicano, associa-se um N-acetilmurâmico com uma 
N-acetilglicosamina. 
Cada camada se deposita em cima de outra e, para que não haja 
deslizamento, há ligações entre elas que formam pontes. 
 
O açúcar N-acetilmurâmico possui uma calda composta por quatro 
aminoácidos, denominada tetrapeptídeo. Em bactérias gram-
negativas, tetrapeptídeo de uma camada superior liga-se ao 
tetrapeptídeo de outra camada inferior; a ligação ocorre, 
especificamente, entre a Alanina com o DAP. Já em bactérias gram-
positivas, uma ponte interpeptídica de Glicina une esses 
tetrapeptídeos. 
 
Em bactérias gram-positivas, há também a presença de ácido teicoico 
em sua parede celular. Esse ácido é um álcool que tem como base o 
Ribitol e a sua principal função nessas bactérias é atuar como um 
transportador de cátions bivalentes, principalmente, o Ca2+ e o Mg2+. 
 
 
Em bactérias gram-negativas existem espaços, denominados 
periplasma, entre o peptideoglicano e as membranas interna e 
externa. Além disso, a membrana externa dessas bactérias é rica em 
lipopolissacarídeos (LPS), um composto formado por lipídeo A, 
polissacarídeo cerne e polissacarídeo O-específico. A regiãodo 
polissacarídeo O-específico é a principal responsável pelas variações da 
estrutura do LPS, pois nela é possível a repetição dos seus 
carboidratos. 
A principal função do LPS é fornecer rigidez as bactérias, porém ele 
também é considerado uma endotoxina, podendo causar choque 
endotóxico ou séptico, lesão tecidual e até morte. Ele atua como um 
pirógeno e um potente indutor de citocinas inflamatórias, causando a 
coagulação intravascular disseminada (CID). 
 
 
O tipo mais comum de parede celular em arqueias corresponde a uma 
camada superficial paracristalina, ou camada S, como é chamada. As 
camadas S consistem em moléculas entrelaçadas de proteínas ou 
glicoproteínas. 
FLAGELO 
Os flagelos bacterianos são apêndices longos e finos, apresentando 
uma extremidade livre e outra extremidade ligada à célula. Os flagelos 
podem ligar-se às células em diferentes padrões. Na flagelação 
peritríquia, os flagelos encontram-se inseridos em vários pontos ao 
redor da superfície celular. Na flagelação polar, os flagelos encontram-
se ligados a uma ou ambas as extremidades da célula. Ocasionalmente, 
um conjunto (tufo) de flagelos pode ser encontrado em uma das 
extremidades celulares, um tipo de flagelação polar denominada 
lofotríquia. Quando um tufo de flagelos emerge a partir de ambos os 
polos da célula, a flagelação é denominada anfitríquia. 
 
Os flagelos não são retos, exibindo morfologia helicoidal. O filamento 
dos flagelos bacterianos é composto por várias cópias de uma proteína 
denominada flagelina. Um flagelo consiste em vários componentes e 
movimenta-se por rotação, muito similar à hélice de um barco a motor. 
A base do flagelo é estruturalmente distinta do filamento. A base do 
flagelo apresenta uma região mais larga, denominada gancho. O gancho 
é composto por um único tipo de proteína e conecta o filamento à 
porção motora do flagelo na base. A porção motora do flagelo é 
ancorada na membrana citoplasmática e na parede celular. O corpo 
basal é formado por um bastão central que passa por meio de uma 
série de anéis. Em bactérias gram-positivas, que não possuem 
membrana externa, apenas o par interior de anéis se mostra 
presente. 
 
Outras estruturas 
 Nucleoide: É a região das células procariontes onde se 
encontra o material genético desses organismos; DNA 
fracamente enovelado. 
 Ribossomo 70S: Ribossomos presentes em células 
procariotas. Consistem em uma subunidade menor 30S e 
uma subunidade maior 50S; alvo dos antibióticos. 
 Cápsula: É uma camada rígida com bordas bem definidas, 
formada por uma série de polímeros orgânicos. Ela se 
deposita no exterior da parede celular bacteriana e inibe a 
capacidade dos macrófagos e neutrófilos de fagocitose 
encapsular bactérias, permitindo assim a sua evasão da 
resposta imune do hospedeiro. 
 Fímbrias: Apêndices que se estendem da membrana 
plasmática passando pela parede celular e cápsula 
emergindo para o meio externo. São responsáveis por fixar 
as bactérias ao substrato e em outras células. 
Inclusões citoplasmáticas 
Inclusões estão frequentemente presentes em células procarióticas. 
As inclusões funcionam como reservas de energia e/ou como 
reservatórios de carbono, ou desempenham funções especiais. 
O termo mais genérico, poli--hidroxialcanoato (PHA), é geralmente 
empregado para descrever os polímeros de armazenamento de 
carbono e energia. PHAs são sintetizados pelas células quando há um 
excesso de carbono, e são clivados para uso como fontes de carbono 
ou energia quando as condições o permitem. 
Outro produto de armazenamento é o glicogênio, que corresponde a 
um polímero de glicose e, assim como os PHAs, é um reservatório de 
carbono e energia, produzido quando há excesso de carbono no 
ambiente. 
 
As bactérias sulfurosas necessitam armazenar o enxofre, muitas 
vezes, produzido por elas mesmas. Para isso, elas realizam o processo 
de redução do sulfeto de hidrogênio (H2S) em enxofre elementar, que 
é visualizado no interior dessas bactérias como inclusões 
citoplasmáticas. Quando as fontes de enxofre se tornam escassas, 
elas reduzem o enxofre elementar em sulfato para as suas reações 
químicas. 
 
Algumas bactérias são capazes de orientar-se especificamente em 
um campo magnético pelo fato de conterem magnetossomos. Essas 
estruturas são partículas intracelulares compostas pelo mineral óxido 
de ferro magnetita – Fe3O4. Bactérias que produzem magnetossomos 
exibem magnetotaxia, um processo de orientação ao longo das linhas 
do campo magnético da Terra. Os magnetossomos foram encontrados 
em vários organismos aquáticos, os quais, em culturas laboratoriais, 
apresentam melhor crescimento em baixas concentrações de O2. 
Assim, surgiu a hipótese de que uma das funções dos magnetossomos 
seja guiar essas células aquáticas para baixo (a direção do campo 
magnético da Terra) em direção aos sedimentos onde as 
concentrações de O2 são menores. 
 
endósporos 
Determinadas espécies de Bacteria produzem estruturas 
denominadas endósporos, durante um processo denominado 
esporulação. Os endósporos são células altamente diferenciadas que 
exibem extrema resistência ao calor, produtos químicos fortes, 
radiação e desidratação. Caso essas estruturas encontrem as 
condições ambientais ideais, elas podem dar origem a um novo 
organismo. 
ESPORULAÇÃO