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Tutoria UC6- Morfofisiologia e Genética Bacteriana

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Reprodução:
A maioria das bactérias se multiplica pelo processo de 
reprodução assexuada; na maioria, o modelo é a fissão binária 
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transversal (cissiparidade); na qual as células se dividem em 2 
células filhas;
previamente a divisão, os conteúdos celulares se duplicam e o 
material genético é replicado; a medida que a célula parental 
aumenta, a membrana plasmática se estende e o material nuclear 
se separa; A divisão celular (citoplasma) ocorre na região entre 
2 nucleóides; assim, após todo o material duplicado, as células-
filhas podem separar-se completamente;
Outros tipos de Reprodução:
Brotamento: uma pequena protuberância cresce na extremidade da 
célula; ele aumenta e eventualemnete torna-se uma nova células e 
então se separa da célula parental;
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Produção de esporos: espécies de streptomyces e outros 
actinomicetos produzem cadeias de esporos chamados conídios; 
cada conídio dá origem a um novo organismo;
4- Descrever as vias metabólicas bacterianas 
Todas as células necessitam de suprimento constante de energia 
para sobreviver; essa energia é derivada da degradação 
controlada de vários substratos orgânicos; o processo de quebra 
(conversão em sua forma utilizável) é o catabolismo; A energia 
produzida pode então ser utilizada na síntese dos constituintes 
celulares, um processo conhecido como anabolismo; juntos, 
correlacionados, formam o Metabolismo Intermediário;
O processo metabólico inicia com a hidrólise de grandes 
macromoléculas por enzimas específicas no espaço extracelular; 
as menores moléculas que são produzidas são transportadas 
através da membrana até o citoplasma por mecanismos de 
transporte ativo ou passivo; os metabólitos são convertidos por 
uma ou mais vias a um intermédio universal comum, o ácido 
pirúvico; a partir dele, carbonos podem ser destinados para a 
produção de enrgia ou síntese de outros carbiodratos, aa, 
lipídeos e ácidos nucleicos;
Em vez de liberar toda a energia da glicose na forma de calor 
(como para combustão), as bactérias degradam a glicose em passos 
discretos e capturam a energia em formas químicas e 
eletroquímicas utilizáveis. A energia química ocorre tipicamente 
na forma de uma ligação de fosfato de alta energia, no 
trifosfato de adenosina (ATP) ou trifosfato de guanosina (GTP), 
ao passo que a energia eletroquímica é armazenada por redução 
(adição de elétrons) da nicotinamida‐ adenina dinucleotídeo 
(NAD) ao NADH ou da flavina‐adenina dinucleotídeo (FAD) para 
FADH2. O NADH pode ser convertido por uma série de reações de 
oxidação‐redução em gradientes de potencial elétrico (Eh) e 
químico (pH) através da membrana citoplasmática. A energia 
eletroquímica pode ser utilizada pela ATP sintase para 
propulsionar a fosforilação do ADP em ATP e também mover a 
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rotação de flagelos e o transporte de moléculas através da 
membrana. 
Bactérias podem produzir energia a partir da glicose por — em 
ordem de aumento de eficiência — fermentação, respiração 
anaeróbica (ambas ocorrem na ausência de oxigênio) ou respiração 
aeróbica. A respiração aeróbica é capaz de converter 
completamente os seis carbonos da glicose em CO2 e água (H2O) 
mais energia, enquanto os produtos da fermentação são compostos 
de dois ou três carbonos. Para uma discussão mais completa do 
metabolismo, é recomendado consultar um livro de bioquímica.
Glicólise e Fermentação:
A via glicolítica mais comum, a via Embden‐Meyerhof‐Parnas 
(EMP), ocorre tanto em condições aeróbias e anaeróbias. Essa via 
produz duas moléculas de ATP por cada molécula de glicose, duas 
moléculas de forma reduzida do nicotinamida‐ adenina 
dinucleotídeo (NADH) e duas moléculas de piruvato. 
A fermentação ocorre sem oxigênio, e o ácido pirúvico produzido 
pela glicólise é convertido em diversos produtos finais, 
dependendo da espécie bacteriana. Muitas bactérias são 
identificadas baseando‐se nos seus produtos finais da 
fermentação (Fig. 13‐2). Essas moléculas, mais que o oxigênio, 
são usadas como aceptores de elétrons para reciclar o NADH a 
NAD. Em leveduras, o metabolismo fermentativo resulta na 
conversão de piruvato a etanol e CO2. A fermentação alcoólica é 
incomum em bactérias, as quais usualmente utilizam a conversão, 
em uma etapa, de ácido pirúvico a ácido lático. Esse processo é 
responsável pela transformação de leite em iogurte e repolho em 
chucrute. Outras bactérias utilizam vias fermentativas mais 
complexas, produzindo diversos ácidos, álcoois e, 
frequentemente, gases (muitos dos quais possuem odores 
desagradáveis). Esses produtos conferem sabores a diversos 
queijos e vinhos, e odores a feridas e outras infecções.
Respiração Aeróbica:
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Na presença de oxigênio, o ácido pirúvico produzido na glicólise 
e no metabolismo de outros substratos pode ser completamente 
oxidado (combustão controlada) a H2O e CO2 utilizando‐se o ciclo 
do ácido tricarboxílico (ATC), o qual resulta na produção 
adicional de energia. O processo começa com a produção de 
acetil‐coenzima A (acetil‐CoA) e liberação de CO2, e também 
produz duas moléculas de NADH a partir do piruvato. Os dois 
carbonos restantes derivados de piruvato no acetil‐CoA, em 
seguida, entram no TCA acoplando ao oxaloacetato para formar a 
molécula citrato de seis carbonos. Em uma série de passos de 
reações oxidativas, o citrato é convertido de volta a 
oxaloacetato (ciclo). O rendimento teórico de cada mol de 
piruvato é de 2 moles de CO2, 3 moles de NADH, 1 mol de flavina‐
adenina dinucleotídeo (FADH2) e 1 mol de trifosfato de guanosina 
(GTP). 
O ciclo do ATC permite que o organismo produza substancialmente 
mais energia por mol de glicose que seria possível apenas pela 
glicólise. Adicionalmente ao GTP (um equivalente do ATP) 
produzido pela fosforilação ao nível do substrato, a conversão 
do NADH e FADH2 de volta a NAD e FAD contribui com elétrons para 
a cadeia de transporte de elétrons para produzir ATP. Nessa 
cadeia, os elétrons são transpostos passo a passo através de uma 
série de pares doador‐aceptor (p.ex., citocromos) e, finalmente, 
ao oxigênio (respiração aeróbica) para produzir 3 moléculas de 
ATP para cada molécula de NADH e 2 ATP para cada FADH2. Enquanto 
a fermentação produz apenas duas moléculas de ATP por glicose, o 
metabolismo com transporte de elétrons e o ciclo do ATC completo 
pode gerar 19 vezes mais energia (38 moléculas de ATP) a partir 
do mesmo material de partida (e com odor bem mais agradável). 
Além da produção eficiente de ATP a partir da glicose (e de 
outros carboidratos), o ciclo do ATC proporciona uma forma na 
qual os carbonos derivados de lipídios (na forma de acetil‐CoA) 
podem ser direcionados, tanto para a produção de energia, quanto 
para a formação de precursores biossintéticos. O ciclo ainda 
inclui diversos pontos nos quais aminoácidos desaminados podem 
ser inseridos. A desaminação do ácido glutâmico, por exemplo, 
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produz α‐cetoglutarato, enquanto a desaminação do ácido 
aspártico gera oxaloacetato, sendo ambos intermediários do ciclo 
do ATC. Assim, o ciclo do ATC apresenta as seguintes funções:
1. É o mecanismo mais eficiente para a geração de ATP.
2. Atua como uma via final comum para a completa oxidação de 
aminoácidos, ácidos graxos e carboidratos.
3. Fornece intermediários‐chave (i.e., α‐cetoglutarato, 
piruvato, oxaloacetato) para a síntese de aminoácidos, 
lipídios, 
purinas e pirimidinas. 
As duas últimas funções fazem com que o ciclo do ATC seja 
chamado de ciclo anfibólico (i.e., pode atuar tanto na 
degradação quanto na síntese de moléculas).
Respiração Anaeróbica:
Durante a respiração anaeróbia, outros aceptores de elétrons 
terminais são usados em vez do oxigênio. O nitrato pode ser 
convertido em NH4, sulfato ou enxofre molecular para H2S, CO2 a 
metano, íon férrico a íon ferroso, e fumarato e succinato. Menos 
ATP é produzido