Procariotos: Generalidades e Estruturas

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Procariotos 
 
Generalidades 
 
 Os procariotos são as formas celulares mais simples 
que existem, representando a vida no auge da 
simplicidade. 
 As células procarióticas são representadas pelas 
bactérias (eubactérias, mais comuns) e arqueobactérias 
(presentes em ambientes mais hostis). 
 Exemplo: Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae 
(enterobacteria causadora de pneumonias comunitárias; 
Plasmídios – enzimas betalactamases), Staphylococcus 
aureus (Gram-positivas; Espinhas, furúnculos, pneumonia 
e meningites), Pseudomonas aeruginosa (Bacilo gram-
negativo, causador de infecção em várias regiões do 
corpo, patógeno encontrado em efluentes hospitalares), 
Rickéttsias: tifo (transmitida por piolhos) e a febre 
maculosa (transmitida por carrapatos), Chlamydia 
trachomatis (Uretrite; conjuntivite), Thermofilus 
aquaticus (Biotecnologia). 
 Uma bactéria que durante sua vida assume uma única 
forma, é chamada de monomórfica e, caso assuma mais 
de uma forma, pode ser chamada de pleomórfica. 
 Bactérias entéricas resistem a ação de enzimas e sais 
biliares do trato digestivo 
 
 Cocos: bactérias esféricas que podem se associar em 
diplococos, estafilococos e estreptococos. 
 
 Bacilos: bactérias em formato de bastão que podem 
se associar em diplobacilos e estreptobacilos. 
 
 Bactérias em formato de espiral longo  As bactérias 
espirais possuem uma ou mais curvaturas; elas nunca são 
retas: 
 
 Vibriões: bactérias que se assemelham a bastões 
curvos são chamadas de vibriões. 
 
 Espirilos: possuem uma forma helicoidal, como um 
saca-rolha, e um corpo bastante rígido. 
 
 Espiroquetas:. forma helicoidal e flexível, sendo 
chamado de espiroqueta. Movem-se por filamentos axiais. 
 
 
 
 
 Ao contrário dos espirilos, que utilizam 
um apêndice para se mover, semelhante a 
uma hélice e chamado de flagelo, as 
espiroquetas se movem por meio de 
filamentos axiais, os quais lembram um 
flagelo, mas estão contidos dentro de uma 
bainha externa flexível. 
 
 
Estruturas externas à parede celular 
 
 Glicocálice: é um polímero viscoso secretado 
pela célula que pode atuar na proteção da célula 
(cápsula) ou aumentar seu potencial virulento 
(algumas cápsulas previnem a fagocitose). 
- Pode ser composto por polissacarídeos, 
polipeptídios ou por uma mistura dos dois. Se a 
substância e organizada e esta firmemente 
aderida a parede celular, o glicocálice e descrito 
como uma cápsula. Se a substância não é 
organizada e está fracamente ade rida à parede 
celular, o glicocálice é descrito como uma 
camada viscosa. 
- Um glicocálice que auxilia as células em um 
biofilme a se fixarem ao seu ambiente-alvo e 
umas às outras é denominado substância 
polimérica extracelular (SPE). 
- Um glicocálice também pode proteger uma 
célula contra a desidratação, e sua viscosidade 
pode inibir o movimento dos nutrientes para 
fora da célula. 
 
 Cápsula: composta de polissacarídeos e 
polipeptídeos, protege contra a desidratação, 
pode auxiliar na aderência do patógeno às 
superfícies, e fuga do sistema imune do 
hospedeiro (protege contra a fagocitose devido 
a incompatibilidade da natureza hidrofílica da 
cápsula com a hidrofóbica da membrana 
plasmática), favorecendo a patogenicidade das 
bactérias. 
- Favorecem as bactérias patogênicas. Proteção 
contra Fagocitose (incompatibilidade da 
natureza hidrofílica da cápsula e natureza 
hidrofóbica da membrana da célula eucariótica). 
 Flagelos: são longos apêndices filamentares que 
propelem a bactéria. São compostos por longas cadeias de 
flagelina (ativa o sistema imune) ancoradas a membrana 
plasmática. Nos eucariotos é formado por tubulina. A 
ancora possui anéis proteicos. 
- O movimento do flagelo se dá através do fluxo elétrico 
na membrana. Esse fluxo gira os anéis do corpo basal, 
movimentando o apêndice. Pelo número de flagelos as 
células podem ser classificadas em: 
 1.) Átriqueas: sem flagelo. 
 2) Peritríqueas: com vários flagelos espalhados pelo 
corpo celular. 
 3) Polares: com vários flagelos focalizados nos polos, 
podem ser: 
Monotríqueo: um único flagelo em um único 
polo. 
Lofotríqueo: um tufo de flagelos em um único 
polo 
Anfitríqueo: dois tufos de flagelos, distribuídos 
entre os dois polos. 
 
- Os flagelos são constituídos de 3 porções: filamento, que 
contém a proteína flagelina, que está aderido a um 
gancho, contendo proteína diferente, e corpo basal que 
ancora o flagelo à parede celular e membrana plasmática. 
 
- Na maioria das bactérias os filamentos não são cobertos 
por uma membrana, como nas células eucarióticas. 
- O flagelo procariótico move a célula por 
rotação do corpo basal. 
- Já os flagelos eucarióticos realizam 
movimento ondulante. Energia provém da 
bomba de prótons. O clorafenicol inibe síntese 
de flagelo. 
 
 
 Fímbrias e pili: Muitas bactérias gram-negativas 
contêm apêndices semelhantes a pelos que são mais 
curtos, retos e finos que os flagelos e que são usados 
mais para fixação e transferência de DNA que para 
mobilidade. Essas estruturas, que consistem em uma 
proteína denominada pilina, distribuída de modo 
helicoidal em torno de um eixo central, são divididas 
em dois tipos, fímbrias e pili, possuindo funções muito 
diferentes. 
 Fímbrias: auxiliam na adesão da bactéria às 
superfícies epiteliais do corpo, aumentando a 
patogenicidade. Servem para aumentar a aderência 
intercelular. 
 
 Pili: normalmente são mais longos que as fímbrias, e 
há apenas um ou dois por célula. Os pili estão 
envolvidos na mobilidade celular e na transferência 
de DNA. Presentes principalmente em gram-
negativas. Podem apresentar função sexual, nesse 
caso serão chamados de pili sexual ou pilus sexual. 
 
 
 
 Parede Celular: é uma espessa estrutura destinada 
a proteger a frágil membrana plasmática. A principal 
função da parede celular é prevenir a ruptura das 
células bacterianas quando a pressão da água dentro 
da célula é maior que fora dela. 
 
- É uma rede de macromoléculas de peptideoglicano, 
um dissacarídeo (composto por monossacarídeos NAG 
e NAM, hidratos de carbono) ligado por polipeptideos. 
- A parede previne a ruptura da célula decorrente de 
alterações na pressão osmótica. 
- A estrutura da parede irá determinar os dois tipos de 
bactérias, as Gram (+) e as Gram (-): 
Gram (+): são bactérias que apresentam uma 
grossa camada de peptideoglicano, contendo 
ácido teicoicos, sem uma segunda membrana. 
Coram de um roxo intenso. Ex: Peptococcus 
(microbiota do trato digestório; P. magnus – 
Mezlocillin. 
Gram (-): Fina camada de peptideoglicano e 
uma membrana externa, as paredes não 
contém ácido teicoicos como as gram-positivas. 
A membrana externa contém 
lipopolissacarídeo (LPS). Coram de um 
vermelho intenso. Ex: Veilonella (parasita boca, 
trato digestório e respiratório), 
 
Coloração de Gram: 
- Mecanismo baseado nas diferenças entre as paredes 
celulares das gram-positivas e gram-negativas, descritas 
acima. 
ETAPAS: 
1. Corante cristal violeta usado por primeiro cora 
ambas as bactérias de cor púrpura, pois penetra 
nos dois tipos celulares. 
2. O iodo ou o lugol forma cristais com o corante, 
sendo muito grandes para escapar pela parede 
celular. 
3. Em seguida aplica-se o álcool que desidrata o 
peptideoglicano das gram-positivas, deixando-a mais 
impermeável ao cristal violeta. Já nas gram-negativas o 
álcool dissolve a membrana externa, perdendo a coloração 
cristal violeta. 
4. Após isso usa-se outro corante, fucsina ou safranina, que 
irá corar, portanto, apenas as bactérias gram-negativas de 
coloração rósea. 
 
 
 
 
OBS: O que acontece quando uma bactéria gram-positiva 
é colocada em uma solução aquosa de lisozima? Ela irá 
morrer, pois a lisozima quebra as ligações entre NAG e 
NAM na parede desmanchando-a e levando a morte da 
célula. 
- Substâncias químicas que danificam a paredecelular 
bacteriana ou interferem com sua síntese frequentemente 
não danificam as células de um hospedeiro animal, pois a 
parede celular bacteriana é composta de substâncias 
diferentes daquelas presentes nas células eucarióticas. 
Portanto, a síntese da parede celular é o alvo de algumas 
drogas antimicrobianas. Um meio pelo qual a parede 
celular pode ser danificada é pela exposição à enzima 
digestiva lisozima. 
 
 
 
Estruturas internas à membrana 
 
 
Membrana Plasmática: bicamada 
fosfolipídica (vide Membrana Eucariótica). 
Formam invaginações com função respiratória e 
de divisão celular, os mesossomos. A função mais 
importante da membrana plasmática é servir 
como uma barreira seletiva através da qual os 
materiais entram e saem da célula. Nessa função, 
as membranas plasmáticas possuem 
permeabilidade seletiva. Proteção (Ruptura e 
penetração de bacteriófago). Presença de 
moléculas antigênicas. 
 
 Citoplasma: é um meio aquoso semelhante 
ao dos eucariotos, composto por água, íons, 
proteínas e carboidratos. Ao contrário dos 
eucariotos, os procariotos não apresentam 
citoesqueleto. Podem formar as chamadas 
inclusões, que são nada mais que vesículas 
contendo algum material nutritivo ou de 
reserva. Imersos no citoplasma estão as únicas 
organelas dos procariotos, os ribossomos, 
responsáveis pela síntese proteica. São do tipo 
70s. 
 
 Nucleoide: normalmente contém uma única 
molécula longa e contínua de DNA de fita dupla, 
com frequência arranjada de forma circular, 
denominada cromossomo bacteriano. Essa é a 
informação genética da célula, que carrega todos 
os dados necessários para as estruturas e as 
funções celulares. Ao contrário dos cromossomos 
das células eucarióticas, os cromossomos 
bacterianos não são circundados por um 
envelope nuclear (membrana) e não incluem 
histonas. O nucleoide pode ser esférico, 
alongado ou em forma de halteres. Além do 
cromossomo bacteriano, as bactérias 
frequentemente contêm pequenas moléculas de 
DNA de fita dupla, circulares, denominadas 
plasmídeos. 
 
 Plasmídeos: pequenas moléculas circulares 
de DNA que carregam genes não-essenciais. 
Geralmente possuem genes de resistência a 
antibióticos e formação de pilus sexual. Podem 
ser transmitidos entre as células. 
Sítio de origem: capacidade de 
autorreplicação. 
Sítio de corte: para enzimas de restrição. 
 
 Ribossomos: Todas as células eucarióticas e 
procarióticas contêm ribossomos, que 
funcionam como locais de síntese proteica. As 
células com altas taxas de síntese proteica, 
como aquelas que estão crescendo ativamente, 
possuem grande número de ribossomos. 
 
 Inclusões: dentro do citoplasma das células 
procarióticas, há vários tipos de depósitos de reserva, 
conhecidos como inclusões. As células podem acumular 
certos nutrientes quando eles são abundantes e usá-los 
quando estão escassos no ambiente. Evidências 
sugerem que macromoléculas concentradas nas 
inclusões evitam o aumento da pressão osmótica que 
ocorreria se as moléculas estivessem dispersas no 
citoplasma. Algumas inclusões são comuns a uma ampla 
variedade de bactérias, enquanto outras são limitadas a 
um número pequeno de espécies, servindo assim como 
base para a identificação. 
 
 Endosporos: quando os nutrientes essenciais se 
esgotam, certas bactérias gram-positivas como as dos 
gêneros Clostridium e Bacillus formam células 
especializadas de “repouso”, denominadas 
endosporos. 
 
Esporogênese/Esporulação: 
- O processo de formação do endosporo dentro de uma 
célula vegetativa leva várias horas. 
- Os procariotos, em situações adversas, podem sofrer 
um processo de esporulação, dando origem a esporos, 
formas latentes de vida quase sem água que podem 
sobreviver por milhares de anos. Os esporos contem 
fragmentos de DNA e enzimas que permitam a 
retomada do metabolismo em situações favoráveis 
 
 
 
 
 
 Micoplasmas: são as menores bactérias: não 
possuem parede celular, possuem DNA em 
tamanho reduzido, e contém esteróis na membrana 
plasmática. 
 
 Riquétsias e clamídias: células 
procarióticas pequenas e incompletas, 
capazes de autoduplicação fora do 
hospedeiro. Usam parte da maquinaria 
biossintética do hospedeiro. Perderam parte 
do DNA e proteínas de biossíntese. 
 
 
Reprodução bacteriana 
 
- O processo de reprodução dos procariotos é 
através da fissão ou divisão binaria. Neste 
processo, uma bactéria se divide em duas 
após a replicação do seu DNA (Replicação não 
cai). 
- Antes do processo de fissão, as bactérias 
podem trocar material genético entre si, 
aumentando a variabilidade dos indivíduos 
formados. Essa troca pode ocorrer em 3 
processos: 
Transformação: neste processo, bactérias 
semelhantes incorporam fragmentos de DNA 
que estejam soltos no meio. 
Conjugação: neste processo, bactérias 
trocam material genético através de uma 
ponte citoplasmática entre a doadora e a 
receptora. A bactéria doadora cria uma 
projeção em sua membrana que a conecta a 
bactéria receptora. Fragmentos do DNA ou 
plasmídeos são então enviados pela ponte, 
posteriormente eles serão incorporados pela 
receptora. 
Transdução: este processo envolve 
bacteriófagos. Durante o ciclo viral, a bactéria 
pode substituir o DNA/RNA viral de alguns dos 
vírus a serem liberados por seu próprio DNA. 
Uma vez liberados os vírus modificados, eles 
irão inserir o DNA da bactéria original em uma 
nova bactéria. 
 
OBS: Transposon: sequências saltatórias, 
gene com capacidade de passar a integrar 
outra parte do DNA ou uma bactéria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 LEMBRETE: Um fármaco específico para 
bloquear uma bactéria não pode afetar o rRNA 5S, 
pois as células eucariotas também possuem esse 
tipo. 
 
Rifampicina: liga-se à DNA-polimerase antes da 
replicação e bloqueia o processo de transcrição de 
células procariotas. 
 
Gentamicina: liga-se ao ribossomo bacteriano e 
altera um códon, produzindo proteínas 
defeituosas. 
 
Penicilina: inibe a síntese de peptideoglicano, 
formador da parede celular. 
 
Cloranfenicol etc atuam na subunidade 50S, 
especificamente na parte 23S. 
 
- Proteínas livres são isômeros L, normalmente. Na 
membrana, são do tipo D. 
 
Ácido teicoico: controla a passagem de íons, dá 
característica negativa à célula, liga os carboidratos 
dando maior firmeza e conecta a parede celular à 
membrana.