Morfologia bacteriana

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TUTORIA 
Morfofisiologia e genética bacteriana 
1- Conhecer a morfologia bacteriana e a 
caracterização das organelas 
 Procariontes: não possui núcleo 
definido 
 Unicelulares 
As milhares de espécies de bactérias são 
diferenciadas por muitos fatores, incluindo a 
morfologia (forma), composição química, 
necessidades nutricionais, atividades 
bioquímicas e fontes de energia. Estima-se que 
99% das bactérias na natureza existam na forma 
de biofilmes. 
Elas podem ter formato de esfera (cocos, que 
significa frutificação), de bastão (bacilos, que 
significa bastonete ou bengala) e de espiral. 
Os cocos geralmente são redondos, mas podem 
ser ovais, alongados ou achatados em uma das 
extremidades. Podem ser: Diplococos: 
permanecem em pares após a divisão. 
 Estreptococos: se dividem e 
permanecem ligados uns aos outros em 
forma de cadeia. 
 Tétrades: se dividem em dois planos e 
permanecem em grupos de quatro. 
 Sarcinas: se dividem em três planos e 
permanecem ligados uns aos outros em 
grupos de oito. 
 Estafilococos: se dividem em múltiplos 
planos e formam agrupamentos em 
formato de cacho de uva ou lâminas 
amplas. 
 
O nome “bacilo” tem dois significados em 
microbiologia. Como acabamos de utilizar, a 
palavra bacilo se refere a uma forma bacteriana. 
Quando escrito em latim, em letra maiúscula e 
em itálico, refere-se a um gênero específico. Por 
exemplo, a bactéria Bacillus anthracis é o agente 
do antraz. As células bacilares geralmente 
formam cadeias longas e emboladas. 
 
As bactérias espirais têm uma ou mais 
curvaturas; elas nunca são retas. As bactérias que 
se assemelham a bastões curvos são chamadas de 
vibriões. Outras, chamadas de espirilos, possuem 
forma helicoidal, como um saca-rolha, e corpo 
bastante rígido. Já outro grupo de espirais tem 
forma helicoidal e flexível; são chamados de 
espiroquetas. Ao contrário dos espirilos, que 
utilizam um apêndice externo para se mover, 
semelhante a uma hélice e chamado de flagelo, 
as espiroquetas movem-se através de filamentos 
axiais, os quais lembram um flagelo, mas estão 
contidos dentro de uma bainha externa flexível. 
Existem também procariotos em forma de estrela 
e retangulares (Figura 4.5). 
 
 
 
 
ORGANELAS: 
Glicocálice (que significa revestimento de 
açúcar) é o termo geral usado para as substâncias 
que envolvem as células. 
O glicocálice bacteriano é um polímero viscoso e 
gelatinoso que está situado externamente à 
parede celular e é composto por polissacarídeo, 
polipeptídeo ou ambos. 
Em grande parte, ele é produzido dentro da célula 
e secretado para a superfície celular. Se a 
substância é organizada e está firmemente 
aderida à parede celular, o glicocálice é descrito 
como cápsula. A presença de uma cápsula pode 
ser determinada utilizando- -se uma coloração 
negativa. 
Se a substância não é organizada e está 
fracamente aderida à parede celular, o glicocálice 
é descrito como uma camada limosa. 
As cápsulas frequentemente protegem as 
bactérias patogênicas contra a fagocitose pelas 
células do hospedeiro. 
Outro exemplo envolve Streptococcus 
pneumoniae, o qual causa pneumonia apenas 
quando as células encontram-se protegidas por 
uma cápsula polissacarídica. As células não 
encapsuladas de S. pneumoniae não podem 
causar pneumonia, sendo rapidamente 
fagocitadas. 
Biofilmes: comunidades biológicas com um 
elevado grau de organização, onde as 
bactérias formam comunidades estruturadas, 
coordenadas e funcionais. Estas comunidades 
biológicas encontram-se embebidas em 
matrizes poliméricas produzidas por elas 
próprias. 
O glicocálice é um componente muito importante 
dos biofilmes. 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). A SPE 
protege as células dentro do glicocálice, facilita a 
comunicação entre as células e permite a 
sobrevivência celular pela fixação a várias 
superfícies em seu ambiente natural. 
Por meio da fixação, as bactérias podem crescer 
em diversas superfícies, como pedras em rios 
com correnteza rápida, raízes de plantas, dentes 
humanos, implantes médicos, tubulações e até 
mesmo em outras bactérias. Streptococcus 
mutans, causa importante de cáries dentárias, 
adere-se à superfície dos dentes através do 
glicocálice. 
O S. mutans pode usar sua cápsula como fonte de 
nutrição, degradando-a e utilizando os açúcares 
quando os estoques de energia estiverem baixos. 
Vibrio cholerae, que causa o cólera, produz um 
glicocálice que auxilia na sua adesão às células 
do intestino delgado. Um glicocálice também 
pode proteger uma célula contra a desidratação, 
e sua viscosidade pode inibir o movimento dos 
nutrientes para fora da célula. 
 
FLAGELOS: 
Algumas células procarióticas possuem flagelos, 
que são longos apêndices filamentosos que 
realizam a propulsão da bactéria. 
As bactérias que não possuem flagelos são 
chamadas de atríquias (sem projeções). 
Os flagelos podem ser peritríquios (distribuídos 
ao longo de toda a célula); 
 
Também podem ser chamados de polares (em 
uma ou ambas as extremidades da célula); 
No caso de flagelos polares, eles podem ser 
monotríquios (um único flagelo em um polo da 
célula;), lofotríquios (um tufo de flagelos saindo 
de um polo da célula;) ou anfitríquios (flagelos 
em ambos os polos da célula;). 
Um flagelo é constituído de três porções básicas; 
A longa região mais externa, o filamento, tem 
diâmetro constante e contém a proteína globular 
flagelina (grosseiramente esférica), distribuída 
em várias cadeias, as quais que se entrelaçam e 
formam uma hélice em torno de um centro oco. 
O filamento está aderido a um gancho 
ligeiramente mais largo, consistindo em uma 
proteína diferente. 
O corpo basal é composto de uma pequena haste 
central inserida em uma série de anéis. As 
bactérias gram-negativas contêm dois pares de 
anéis; o par externo está ancorado a várias 
porções da parede celular, e o par interno está 
ancorado à membrana plasmática. Nas bactérias 
gram-positivas, somente o par interno está 
presente. 
) O movimento de um flagelo procariótico resulta 
da rotação de seu corpo basal e é similar ao 
movimento da haste de um motor elétrico. À 
medida que os flagelos giram, formam um feixe 
que empurra o líquido circundante e propele a 
bactéria. A rotação flagelar depende da geração 
contínua de energia pela célula. 
Uma vantagem da motilidade é que ela permite a 
uma bactéria se mover em direção a um ambiente 
favorável ou para longe de um ambiente adverso. 
O movimento de uma bactéria para perto ou para 
longe de um estímulo é chamado de taxia. Esses 
estímulos incluem os químicos (quimiotaxia) e 
os luminosos (fototaxia). 
As bactérias móveis contêm receptores em várias 
localizações, como dentro ou logo abaixo da 
parede celular. Esses receptores captam os 
estímulos químicos, como o oxigênio, a ribose e 
a galactose. Em resposta aos estímulos, a 
informação é passada para os flagelos. Se um 
sinal quimiotático é positivo, denominado 
atraente, as bactérias movem-se em direção ao 
estímulo com muitas corridas e poucos desvios. 
Se um sinal quimiotático é negativo, denominado 
repelente, a frequência de desvios aumenta, à 
medida que a bactéria move- -se para longe do 
estímulo 
 
 
 
FILAMENTOS AXIAIS: 
As espiroquetas são um grupo de bactérias que 
possuem estrutura e motilidade exclusivas. Uma 
das espiroquetas mais conhecidas é o Treponema 
pallidum, o agente causador da sífilis. Outra 
espiroqueta é Borrelia burgdorferi, o agente 
causador da doença de Lyme. 
As espiroquetas se movem através de filamentos 
axiais, ou endoflagelos, feixes de fibrilas que se 
originam nas extremidades das células, sob uma 
bainha externa, e fazem uma espiral em torno da 
célula. 
A rotação dos filamentos produz um movimento 
da bainhaexterna, que impulsiona as 
espiroquetas em um movimento espiral. Esse tipo 
de movimento é semelhante ao modo como um 
saca-rolhas se move através da rolha. Esse 
movimento tipo saca-rolhas provavelmente 
permite que bactérias, como o T. pallidum, 
movam-se efetivamente pelos fluidos corporais 
 
FÍMBRIAS E PILI: 
As fímbrias podem ocorrer nos polos da célula 
bacteriana ou podem estar homogeneamente 
distribuídas em toda a superfície da célula. Elas 
podem variar em número, de algumas unidades a 
muitas centenas por célula. 
As fímbrias têm uma tendência a se aderirem 
umas às outras e às superfícies. Por isso, elas 
estão envolvidas na formação de biofilmes e 
outros agregados na superfície de líquidos, vidros 
e pedras. 
As fímbrias também auxiliam na adesão da 
bactéria às superfícies epiteliais do corpo. Por 
exemplo, as fímbrias da bactéria Neisseria 
gonorrhoeae, o agente causador da gonorreia, 
auxiliam o micróbio na colonização das 
membranas mucosas. Uma vez que a colonização 
ocorre, as bactérias podem causar doença. As 
fímbrias de E. coli O157 permitem a adesão 
dessa bactéria ao revestimento do intestino 
delgado, onde causa uma diarreia aquosa severa. 
Quando as fímbrias estão ausentes (devido à 
mutação genética), a colonização pode não 
ocorrer, e nenhuma doença aparece. 
Os pili (singular: pilus) normalmente são mais 
longos que as fímbrias, e há apenas um ou dois 
por célula. Os pili estão envolvidos na motilidade 
celular e na transferência de DNA. Em um tipo 
de motilidade, chamada de motilidade pulsante,* 
um pilus é estendido pela adição de subunidades 
de pilina, faz contato com uma superfície ou com 
outra célula e, então, se retrai (força de 
deslocamento) à medida que as subunidades de 
pilina vão sendo desmontadas. 
O outro tipo de motilidade associada aos pili é a 
motilidade por deslizamento, o movimento suave 
de deslizamento das mixobactérias. Embora o 
mecanismo exato seja desconhecido para a 
maioria das mixobactérias, algumas utilizam a 
retração do pilus. A motilidade por deslizamento 
fornece uma maneira para os micróbios viajarem 
nos ambientes com baixo conteúdo de água, 
como os biofilmes e o solo. 
Alguns pili são utilizados para agregar as 
bactérias e facilitar a transferência de DNA entre 
elas, um processo chamado de conjugação. Esses 
pili são chamados de pili de conjugação (sexuais) 
 
PAREDE CELULAR: 
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. 
Ela também ajuda a manter a forma de uma 
bactéria e serve como ponto de ancoragem para 
os flagelos. À medida que o volume de uma 
célula bacteriana aumenta, sua membrana 
plasmática e parede celular se estendem, 
conforme necessário. 
Clinicamente, a parede celular é importante, pois 
contribui para a capacidade de algumas espécies 
causarem doenças e também por ser o local de 
ação de alguns antibióticos. Além disso, a 
composição química da parede celular é usada 
para diferenciar os principais tipos de bactérias. 
A parede celular bacteriana é composta de uma 
rede macromolecular, denominada 
peptideoglicano (também conhecida como 
mureína), que está presente isoladamente ou em 
combinação com outras substâncias. 
O peptideoglicano consiste em um dissacarídeo 
repetitivo ligado por polipeptídeos para formar 
uma rede que circunda e protege toda a célula. A 
porção dissacarídica é composta por 
monossacarídeos, denominados N-
acetilglicosamina (NAG), e ácido N-
acetilmurâmico (NAM) (de murus, significando 
parede), que estão relacionados à glicose. 
Na maioria das bactérias gram-positivas, a 
parede celular consiste em muitas camadas de 
peptideoglicano, formando uma estrutura rígida 
e espessa. 
Em contrapartida, as paredes celulares de gram-
negativas contêm somente uma camada fina de 
peptideoglicano 
O espaço entre a parede celular e a membrana 
plasmática de uma bactéria gram-positiva é o 
espaço periplasmático. Ele contém a camada 
granular, a qual é composta de ácido lipoteicoico. 
Além disso, as paredes celulares das bactérias 
gram-positivas contêm ácidos teicoicos, que 
consistem principalmente em um álcool (como o 
glicerol ou ribitol) e fosfato. Existem duas 
classes de ácidos teicoicos: o ácido lipoteicoico, 
que atravessa a camada de peptideoglicano e está 
ligado à membrana plasmática, e o ácido teicoico 
da parede, o qual está ligado à camada de 
peptideoglicano. Devido à sua carga negativa 
(proveniente dos grupos fosfato), os ácidos 
teicoicos podem se ligar e regular o movimento 
de cátions (íons positivos) para dentro e para fora 
da célula. Eles também podem assumir um papel 
no crescimento celular, impedindo a ruptura 
extensa da parede e a possível lise celular. 
As paredes celulares das bactérias gram-
negativas consistem em uma ou poucas camadas 
de peptideoglicano e uma membrana externa. 
O peptideoglicano está ligado a lipoproteínas na 
membrana externa e está localizado no 
periplasma (fluido semelhante a um gel no 
espaço periplasmático de bactérias gram-
negativas), a região entre a membrana externa e 
a membrana plasmática. 
O periplasma contém uma alta concentração de 
enzimas de degradação e proteínas de transporte. 
As paredes celulares gram-negativas não contêm 
ácidos teicoicos. Como as paredes celulares das 
bactérias gram-negativas contêm somente uma 
pequena quantidade de peptideoglicano, são mais 
suscetíveis ao rompimento mecânico. 
A membrana externa da célula gram-negativa 
consiste em lipopolissacarídeos (LPS), 
lipoproteínas e fosfolipídeos. 
A membrana externa tem várias funções 
especializadas. Sua forte carga negativa é um 
fator importante na evasão da fagocitose e nas 
ações do complemento (causa lise de células e 
promove a fagocitose), dois componentes das 
defesas do hospedeiro. 
A membrana externa também fornece uma 
barreira contra a ação de detergentes, metais 
pesados, sais biliares, determinados corantes, 
antibióticos (p. ex., penicilina) e enzimas 
digestórias como a lisozima. 
No entanto, a membrana externa não fornece 
uma barreira para todas as substâncias do 
ambiente, pois os nutrientes devem atravessá-la 
para garantir o metabolismo celular. Parte da 
permeabilidade da membrana externa é devida a 
proteínas na membrana, denominadas porinas, 
que formam canais. As porinas permitem a 
passagem de moléculas, como nucleotídeos, 
dissacarídeos, peptídeos, aminoácidos, vitamina 
B12 e ferro. 
MEMBRANA PLASMÁTICA: 
As moléculas de fosfolípideos estão dispostas em 
duas fileiras paralelas, denominadas bicamada 
lipídica. Cada molécula de fosfolipídeo contém 
uma cabeça polar, composta de um grupo fosfato 
e glicerol que é hidrofílico (afinidade pela água) 
e solúvel em água, e caudas apolares, compostas 
de ácidos graxos que são hidrofóbicos (não 
possuem afinidade pela água) e insolúveis em 
água. As cabeças polares estão nas duas 
superfícies da bicamada lipídica, e as caudas 
apolares estão no interior da bicamada. 
A função mais importante da membrana 
plasmática é servir como barreira seletiva para a 
entrada de materiais na célula e a saída de 
materiais da célula. Nessa função, as membranas 
plasmáticas possuem permeabilidade seletiva 
(muitas vezes chamada de semipermeabilidade). 
Essa expressão indica que determinadas 
moléculas e íons conseguem atravessar a 
membrana, mas outros são impedidos. A 
permeabilidade da membrana depende de vários 
fatores. As moléculas grandes (como as 
proteínas) não podem passar através da 
membrana plasmática, possivelmente por serem 
maiores que os poros nas proteínas integrais, os 
quais funcionam como canais. Contudo, as 
moléculas menores (como a água, o oxigênio, o 
dióxido de carbono e alguns açúcares simples), 
em geral, conseguem atravessá-la com 
facilidade. Os íons penetram na membrana muito 
devagar. As substânciasque se dissolvem 
facilmente em lipídeos (como o oxigênio, o 
dióxido de carbono e as moléculas orgânicas 
apolares) entram e saem com mais facilidade do 
que outras substâncias, pois a membrana é 
composta principalmente de fosfolipídeos. 
As membranas plasmáticas também são 
importantes na digestão de nutrientes e na 
produção de energia. As membranas plasmáticas 
das bactérias contêm enzimas capazes de 
catalisar as reações químicas que degradam os 
nutrientes e produzem ATP. 
Em algumas bactérias, os pigmentos e as enzimas 
envolvidos na fotossíntese são encontrados em 
invaginações da membrana plasmática que se 
estendem ao citoplasma. Essas estruturas 
membranosas são chamadas de cromatóforos. 
Quando examinadas ao microscópio eletrônico, 
as membranas plasmáticas bacterianas 
frequentemente parecem conter uma ou mais 
invaginações grandes e irregulares, denominadas 
mesossomos. Muitas funções foram propostas 
para os mesossomos. Entretanto, agora se sabe 
que eles são artefatos, e não estruturas celulares 
verdadeiras. Acredita-se que os mesossomos 
sejam dobras na membrana plasmática, que se 
desenvolvem devido ao processo utilizado para 
preparar amostras para microscopia eletrônica. 
A difusão simples é o movimento líquido 
(global) de moléculas ou íons de uma área de alta 
concentração para uma área de baixa 
concentração. 
Na difusão facilitada, as proteínas integrais de 
membrana funcionam como canais ou 
carreadores que facilitam o movimento de íons 
ou grandes moléculas através da membrana 
plasmática. Essas proteínas integrais são 
chamadas de transportadores ou permeases. A 
difusão facilitada é similar à difusão simples no 
sentido de que a célula não gasta energia, uma 
vez que a substância se move de uma 
concentração alta para uma concentração baixa. 
Esse processo se difere da difusão simples pela 
utilização de proteínas transportadoras. 
Osmose é o movimento líquido de moléculas de 
água através de uma membrana seletivamente 
permeável, de uma área de alta concentração de 
moléculas de água (baixa concentração de 
moléculas de soluto) para uma área de baixa 
concentração de moléculas de água (alta 
concentração de moléculas de soluto). As 
moléculas de água podem passar pelas 
membranas plasmáticas, movendo-se através da 
bicamada lipídica por difusão simples ou através 
de proteínas integrais, chamadas de aquaporinas, 
que atuam como canais de água. 
CITOPLASMA: 
Para uma célula procariótica, o termo citoplasma 
refere-se à substância celular localizada no 
interior da membrana plasmática. 
Cerca de 80% do citoplasma é composto de água, 
contendo principalmente proteínas (enzimas), 
carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos e muitos 
compostos de baixo peso molecular. Os íons 
inorgânicos estão presentes em concentrações 
muito maiores no citoplasma do que na maioria 
dos meios. 
O citoplasma é espesso, aquoso, 
semitransparente e elástico. As principais 
estruturas do citoplasma dos procariotos são: um 
nucleoide (contendo DNA), as partículas, 
denominadas ribossomos, e os depósitos de 
reserva, denominados inclusões. 
 
 
 
NUCLEOIDE: 
O nucleoide de uma célula bacteriana 
normalmente contém uma única molécula longa 
e contínua de DNA de dupla-fita, frequentemente 
arranjada em forma circular, denominada 
cromossomo bacteriano. Essa é a informação 
genética da célula, que carrega todas as 
informações necessárias para as estruturas e as 
funções celulares. 
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. Em bactérias em crescimento ativo, 
cerca de 20% do volume celular é preenchido 
pelo DNA, uma vez que essas células pré-
sintetizam o DNA para as células futuras. 
O cromossomo está fixado à membrana 
plasmática. Acredita-se que proteínas na 
membrana plasmática sejam responsáveis pela 
replicação do DNA e pela segregação dos novos 
cromossomos para as células-filhas, na divisão 
celular. 
Além do cromossomo bacteriano, as bactérias 
frequentemente contêm pequenas moléculas de 
DNA de dupla-fita, circulares, denominadas 
plasmídeos. 
Essas moléculas são elementos genéticos 
extracromossômicos; isto é, elas não estão 
conectadas ao cromossomo bacteriano principal 
e se replicam independentemente do DNA 
cromossômico. 
As pesquisas indicam que os plasmídeos estão 
associados às proteínas da membrana plasmática. 
Eles normalmente contêm de 5 a 100 genes que, 
em geral, não são cruciais para a sobrevivência 
da bactéria em condições ambientais normais; os 
plasmídeos podem ser adquiridos ou perdidos 
sem causar dano à célula. Sob certas condições, 
entretanto, eles são uma vantagem para as 
células. 
Os plasmídeos podem transportar genes para 
atividades como resistência aos antibióticos, 
tolerância a metais tóxicos, produção de toxinas 
e síntese de enzimas. Eles podem ser transferidos 
de uma bactéria para outra. De fato, o DNA 
plasmidial é utilizado para a manipulação 
genética em biotecnologia. 
 
RIBOSSOMOS: 
As células com altas taxas de síntese proteica, 
como aquelas que estão crescendo ativamente, 
possuem um grande número de ribossomos. O 
citoplasma de uma célula procariótica contém 
dezenas de milhares de ribossomos, o que 
confere ao citoplasma uma aparência granular. 
Os ribossomos são compostos de duas 
subunidades, cada qual consistindo em proteína e 
de um tipo de RNA, denominado RNA 
ribossomal (rRNA). 
Os ribossomos procarióticos diferem dos 
ribossomos eucarióticos no número de proteínas 
e de moléculas de rRNA que eles contêm; eles 
também são um pouco menores e menos densos 
que os ribossomos das células eucarióticas. 
Por isso, os ribossomos procarióticos são 
denominados ribossomos 70S, e aqueles das 
células eucarióticas são denominados 
ribossomos 80S. A letra S se refere às unidades 
Svedberg, que indicam a velocidade relativa de 
sedimentação durante a centrifugação em alta 
velocidade. 
Vários antibióticos atuam inibindo a síntese 
proteica nos ribossomos procarióticos. 
Antibióticos, como a estreptomicina e a 
gentamicina, fixam-se à subunidade 30S e 
interferem com a síntese proteica. Outros 
antibióticos, como a eritromicina e o 
cloranfenicol, interferem na síntese proteica pela 
fixação à subunidade 50S. Devido às diferenças 
nos ribossomos procarióticos e eucarióticos, a 
célula microbiana pode ser destruída pelo 
antibiótico, ao passo que a célula do hospedeiro 
eucariótico permanece intacta. 
 
INCLUSÕES: 
Dentro do citoplasma das células procarióticas, 
há vários tipos de depósitos de reserva, chamados 
de 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, ao passo que outras são 
limitadas a um número pequeno de espécies, 
servindo, assim, como base para a identificação. 
Algumas inclusões, como os magnetossomos, 
são organelas envolvidas por membrana, ao 
passo que outras inclusões, como os 
carboxissomos, são envolvidos por complexos 
proteicos. 
 
 
 
ENDÓSPOROS: 
Quando os nutrientes essenciais se esgotam, 
determinadas bactérias gram-positivas, como 
aquelas dos gêneros Clostridium e Bacillus, 
formam células “dormentes” especializadas, 
chamadas de endósporos 
Quando liberados no ambiente, podem 
sobreviver a temperaturas extremas, falta de água 
e exposição a muitas substâncias químicas 
tóxicas e radiação. 
Embora os endósporos verdadeiros sejam 
encontrados em bactérias gram-positivas, uma 
espécie de gram-negativa, Coxiella burnetii, o 
agente causador da febre Q, normalmente uma 
doença brandacom sintomas semelhantes à 
gripe, forma estruturas similares a endósporos, 
que resistem ao calor e a substâncias químicas, e 
podem ser coradas com corantes para 
endósporos. 
O processo de formação do endósporo no interior 
de uma célula vegetativa leva várias horas e é 
conhecido como esporulação ou esporogênese. 
Células vegetativas de bactérias que formam 
endósporos iniciam a esporulação quando um 
nutriente essencial, como uma fonte de carbono 
ou nitrogênio, torna-se escassa ou indisponível. 
Os endósporos são importantes do ponto de vista 
clínico e para a indústria alimentícia, pois são 
resistentes a processos que normalmente 
destroem as células vegetativas. Esses processos 
incluem o aquecimento, a dessecação, a 
utilização de substâncias químicas e a radiação. 
Enquanto a maioria das células vegetativas é 
destruída por temperaturas acima de 70°C, os 
endósporos podem sobreviver em água fervente 
por várias horas ou mais. 
 
2- Diferenciar as bactérias que fazem parte da 
microbiota dos tratos gastrointestinais, 
respiratório, urogenital e pele e identificar 
suas principais funções; identificar bactérias 
de interesse clínico. 
Na boca, cada mililitro de saliva pode conter 
milhões de bactérias. O estômago e o intestino 
delgado apresentam relativamente poucos 
microrganismos, devido ao ácido clorídrico 
produzido pelo estômago e ao rápido movimento 
dos alimentos no intestino delgado. Em 
contrapartida, o intestino grosso possui uma 
enorme população microbiana, excedendo 100 
bilhões de bactérias por grama de fezes. 
A população do intestino grosso é composta 
principalmente de anaeróbios e anaeróbios 
facultativos. A maioria dessas bactérias auxilia 
na degradação enzimática dos alimentos, 
principalmente muitos polissacarídeos que, de 
outra forma, não seriam digeríveis. Algumas 
delas sintetizam vitaminas úteis. 
Um fator importante nessa defesa é o conteúdo 
altamente ácido do estômago, que elimina muitos 
micróbios ingeridos, potencialmente 
prejudiciais. 
O intestino delgado também contém importantes 
defesas antimicrobianas, mais 
significativamente, milhões de células 
especializadas preenchidas por grânulos, 
chamadas de células de Paneth. Elas são capazes 
de fagocitar as bactérias e também produzem 
proteínas antibacterianas, chamadas de 
defensivas e a enzima antibacteriana lisozima. 
O trato gastrointestinal é colonizado com 
micróbios ao nascimento e permanece como 
habitat para uma população diversa de 
organismos ao longo da vida do hospedeiro. 
Embora a oportunidade para colonização com 
novos organismos ocorra diariamente com a 
ingestão de alimentos e água, a população 
permanece relativamente constante, a menos que 
fatores exógenos como tratamento com 
antibióticos perturbem o equilíbrio da 
microbiota. 
Bactérias Mais comuns que colonizam o Trato 
Gastrointestinal: Acinetobacter; Actinomyces; 
Bacteroides Bifidobacterium; Campylobacter; 
Clostridium; Corynebacterium; 
Enterobacteriaceae; Enterococcus; Eubacterium; 
Fusobacterium; Haemophilus; Helicobacter; 
Lactobacillus; Mobiluncus; Peptostreptococcus; 
Porphyromonas; Prevotella; Propionibacterium; 
Pseudomonas; Staphylococcus; Streptococcus; 
Veillonella. 
ESÔFAGO: 
As bactérias e leveduras da orofaringe, bem 
como as bactérias que colonizam o estômago, 
podem ser isoladas do esôfago. No entanto, a 
maioria dos organismos é considerada 
colonizadora transitória que não estabelece 
residência permanente. As bactérias raramente 
causam doença do esôfago (esofagite), sendo a 
maioria das infecções causadas por Candida spp. 
e vírus, como herpes simples e citomegalovírus. 
 
 
 
ESTÔMAGO: 
Como o estômago contém ácido clorídrico e 
pepsinogênio (secretado pelas células parietais e 
células principais do revestimento da mucosa 
gástrica), os únicos organismos presentes são 
bactérias acidotolerantes em pequenas 
quantidades, como as bactérias produtoras de 
ácido lático (Lactobacillus e Streptococcus spp.) 
e Helicobacter pylori. O H. pylori é causador de 
gastrite e doença ulcerativa. 
INTESTINO DELGADO: 
Ao contrário da porção anterior do trato 
digestivo, o intestino delgado é colonizado com 
muitas e diferentes bactérias, fungos e parasitas. 
A maioria desses organismos é anaeróbia, como 
Peptostreptococcus, Porphyromonas e 
Prevotella. Agentes comuns de gastroenterites (p. 
ex., Salmonella e Campylobacter spp.) podem 
estar presentes em pequenas quantidades como 
residentes assintomáticos; no entanto, sua 
detecção no laboratório clínico geralmente indica 
doença. 
INTESTINO GROSSO: 
Mais microrganismos estão presentes no 
intestino grosso do que em qualquer outro sítio 
do corpo humano. É estimado que mais de 1011 
bactérias por grama de fezes possam ser 
encontradas, com as bactérias anaeróbias em 
excesso de mais de 1.000 vezes. Várias leveduras 
e parasitas não patogênicos podem também 
estabelecer residência no intestino grosso. As 
bactérias mais comuns incluem Bifidobacterium, 
Eubacterium, Bacteroides, Enterococcus e 
membros da família Enterobacteriaceae. E. coli é 
virtualmente presente em todos os seres 
humanos, desde o nascimento até a morte. 
Embora esse organismo represente menos de 1% 
da população intestinal, é o organismo aeróbio 
mais comum responsável por doença intra-
abdominal. Do mesmo modo, Bacteroides 
fragilis é um membro minoritário da microbiota 
intestinal, mas é o anaeróbio mais comum 
responsável por doença intra-abdominal. Em 
contraste, Eubacterium e Bifidobacterium são as 
bactérias mais comuns no intestino grosso, mas 
raramente são responsáveis por doença. Esses 
organismos simplesmente não apresentam os 
diversos fatores de virulência encontrados em B. 
fragilis. 
 
 
TRATO RESPIRATÓRIO: 
O trato respiratório superior é colonizado por 
numerosos organismos, com 10 a 100 bactérias 
anaeróbias para cada bactéria aeróbia. As 
bactérias anaeróbias mais comuns são 
Peptostreptococcus e cocos anaeróbios 
relacionados, Veillonella, Actinomyces e 
Fusobacterium spp. As bactérias aeróbias mais 
comuns são Streptococcus, Haemophilus e 
Neisseria spp. A proporção relativa desses 
organismos varia nos diferentes sítios 
anatômicos; por exemplo, a microbiota da 
superfície de um dente é completamente 
diferente da microbiota da saliva ou dos espaços 
subgengivais. 
 A maioria dos organismos comuns no trato 
respiratório superior é relativamente não 
virulenta e raramente está associada à doença, 
exceto quando os organismos são introduzidos 
em sítios normalmente estéreis (p. ex., seios da 
face, ouvido médio, cérebro). Organismos 
potencialmente patogênicos, incluindo 
Streptococcus pyogenes, Streptococcus 
pneumoniae, S. aureus, Neisseria meningitidis, 
Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis e 
Enterobacteriaceae, podem também ser 
encontrados nas vias aéreas superiores. O 
isolamento desses organismos a partir de um 
espécime clínico do trato respiratório superior 
não determina que estejam causando infecção. 
TRATO RESPIRATÓRIO INFERIOR: 
Laringe, traqueia, bronquíolos e vias aéreas 
inferiores são geralmente estéreis, embora possa 
ocorrer colonização transitória com secreções do 
trato respiratório superior. As bactérias mais 
virulentas presentes na boca (p. ex., S. 
pneumoniae, S. aureus, membros da família 
Enterobacteriaceae como Klebsiella) causam 
doença aguda das vias aéreas inferiores. A 
aspiração crônica pode levar a uma doença 
polimicrobiana na qual os anaeróbios são os 
patógenos predominantes, principalmente 
Peptostreptococcus, cocos anaeróbios 
relacionados e bacilos Gram-negativos 
anaeróbios. Os fungos como C. albicans são 
causas raras de doenças nas vias aéreas 
inferiores, e a invasão desses organismos no 
tecido deve ser demonstrada para excluir a 
simples colonização. Ao contrário, a presença de 
fungos dimórficos (p. ex., Histoplasma, 
Coccidioides e Blastomycesspp.) é diagnóstica, 
porque colonização assintomática com esses 
organismos nunca ocorre. 
 
SISTEMA GENITURINÁRIO 
Em geral, a uretra anterior e a vagina são as 
únicas porções anatômicas do sistema 
geniturinário colonizadas permanentemente com 
micróbios. Embora a bexiga urinária possa ser 
colonizada transitoriamente com bactérias que 
migram de modo ascendente a partir da uretra, 
esses colonizadores devem ser rapidamente 
eliminados pela atividade antibacteriana das 
células uroepiteliais e pela ação de lavagem do 
jato urinário. As outras estruturas do sistema 
urinário devem ser estéreis, exceto quando 
doença ou uma anormalidade anatômica está 
presente. Da mesma maneira, o útero deve 
também permanecer livre de organismos. 
Bactérias mais comuns que colonizam o Trato 
Geniturinário: Actinomyces Bacteroides 
Bifidobacterium Clostridium Corynebacterium 
Enterobacteriaceae Enterococcus Eubacterium 
Fusobacterium Gardnerella Haemophilus 
Lactobacillus, Mobiluncus Mycoplasma 
Peptostreptococcus Porphyromonas Prevotella 
Propionibacterium Staphylococcus 
Streptococcus Treponema Ureaplasma. 
VAGINA: 
A população microbiana da vagina é mais diversa 
e é drasticamente influenciada por fatores 
hormonais. Os recém-nascidos do sexo feminino 
são colonizados por lactobacilos ao nascer, sendo 
que essas bactérias predominam por 
aproximadamente seis semanas. Após esse 
período, os níveis de estrogênio materno 
diminuem e a microbiota vaginal modifica-se e 
passa a incluir estafilococos, estreptococos e 
Enterobacteriaceae. Quando a produção de 
estrogênio é iniciada na puberdade, a microbiota 
sofre modificações novamente. Os lactobacilos 
ressurgem como os organismos predominantes e 
muitos outros organismos são também isolados, 
incluindo estafilococos (S. aureus em menor 
frequência em relação às espécies de coagulase-
negativos), estreptococos (incluindo 
Streptococcus do grupo B), Enterococcus, 
Gardnerella, Mycoplasma, Ureaplasma, 
Enterobacteriaceae e uma variedade de bactérias 
anaeróbias. N. gonorrhoeae é uma causa comum 
de vaginite. Um número significativo de casos se 
desenvolve quando o equilíbrio das bactérias 
vaginais é rompido, resultando em diminuição do 
número de lactobacilos e aumento do número de 
Mobiluncus e Gardnerella. Trichomonas 
vaginalis, C. albicans e Candida glabrata também 
são causas importantes de vaginite. Embora o 
vírus herpes simples e o papilomavírus não sejam 
considerados componentes da microbiota do 
trato geniturinário, esses vírus podem estabelecer 
infecções persistentes. 
PELE 
Embora muitos organismos entrem em contato 
com a superfície da pele, esse ambiente 
relativamente hostil não suporta a sobrevivência 
de muitos organismos. As bactérias Gram-
positivas (p. ex., Staphylococci coagulase-
negativos e, menos comumente, S. aureus, 
corinebactérias e propionibactérias) são os 
organismos mais comumente encontrados na 
superfície da pele. Clostridium perfringens é 
isolado da pele de aproximadamente 20% dos 
indivíduos saudáveis, e os fungos Candida e 
Malassezia são também encontrados na 
superfície da pele, principalmente em áreas 
úmidas. Estreptococos podem colonizar 
transitoriamente a pele; no entanto, os ácidos 
graxos voláteis produzidos pelo anaeróbio 
Propionibacterium são tóxicos para esses 
organismos. Com exceção de Acinetobacter e 
outros poucos gêneros menos comuns, os bacilos 
Gram-negativos não são usualmente cultivados a 
partir da pele humana. Acreditava-se que o 
ambiente da pele era muito hostil para permitir a 
sobrevivência desses organismos; entretanto, o 
HMP tem demonstrado que bacilos Gram-
negativos não cultiváveis podem ser os 
organismos mais comuns da superfície da pele. 
3- Descrever a fisiologia, o crescimento e a 
reprodução bacteriana. 
CRESCIMENTO: 
O crescimento bacteriano implica a divisão 
celular, levando a um aumento exponencial do 
número de células iniciais de uma população. 
As bactérias podem crescer individualmente por 
fissão binária (a célula alonga-se até se dividir 
em duas) ou no contexto de uma população (as 
células duplicam o seu tamanho e forma-se um 
septum, que consiste no crescimento da 
membrana celular e da parede celular até à 
separação das duas células). Quando uma célula 
se separa dando origem a duas novas células diz-
se que ocorreu uma geração, designando-se por 
tempo de geração a duração de todo esse 
processo. 
Os tempos de geração variam 
de espécie para espécie, dependendo também do 
meio de crescimento e das condições de cultura. 
Um crescimento exponencial é definido pela 
duplicação do número de células durante um 
intervalo de tempo constante. Assim, neste tipo 
de crescimento, o número de células aumenta 
lentamente, passando pouco depois a um 
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aumento mais rápido, resultando num elevado 
número de células. 
Ciclo de crescimento bacteriano: 
O crescimento de uma cultura bacteriana pode 
ocorrer num sistema fechado ou num sistema 
aberto. Um ciclo de crescimento num sistema 
fechado apresenta quatro fases diferentes: 
1. Fase de latência 
2. Fase exponencial 
3. Fase estacionária 
4. Fase de declínio ou de morte celular 
OBS: 
Existem também condições ambientais que 
influenciam o crescimento, tais como: 
o Solutos e atividade da água 
o pH 
o Temperatura 
o Concentração de oxigénio 
o Pressão 
o Radiação 
REPRODUÇÃO: 
A reprodução das bactérias ocorre de maneira 
assexuada por divisão binária, também chamada 
de cissiparidade. 
A reprodução das bactérias ocorre 
principalmente de forma assexuada, ou seja, sem 
a necessidade de contato entre duas bactérias 
para que ocorra a reprodução. Dessa forma, uma 
única bactéria é capaz de dar origem à outra, fator 
que ajuda na multiplicação rápida desses 
organismos. 
A forma de reprodução assexuada das bactérias 
recebe o nome de divisão binária ou 
cissiparidade. Nesse tipo de reprodução, ocorre a 
duplicação do material genético e posterior 
divisão de uma bactéria em duas. Para que ocorra 
a divisão, há a formação de um septo na região 
equatorial e das células-filhas, também chamadas 
de clones. Em algumas espécies, esse processo 
dura, em média, 20 minutos, sendo esse período 
chamado de tempo de geração. 
FISIOLOGIA: 
A maioria das bactérias são quimiotróficas, pois 
obtém energia a partir de reações químicas que 
oxidam substratos, assim como os animais. As 
litotóficas oxidam compostos inorgânicos, 
enquanto as organotróficas oxidam compostos 
orgânicos. 
Os principais elementos químicos fundamentais 
para a renovação da matéria viva são carbono, 
hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre e 
fósforo. 
Bactérias que se nutrem exclusivamente de 
substâncias inorgânicas são chamadas 
autotróficas, enquanto aquelas que exigem fonte 
orgânica de carbono são as heterotróficas. A 
fonte de carbono para as autotróficas é o gás 
carbônico (CO2) ou o íon bicarbonato (HCO3-), 
e para as heterotróficas são carboidratos, 
aminoácidos, lipídios, alcoóis, ácidos 
monocarboxílicos e polímeros como amido e 
celulose. 
A grande maioria das bactérias obtêm nitrogênio 
de compostos inorgânicos, como sais de amônio 
e nitratos. Algumas retiram o nitrogênio 
diretamente da atmosfera (N2), convertendo-o a 
nitrogênio orgânico, como as simbiontes de 
leguminosas Rhizobium e Azotobacter. Há 
algumas que exigem fontes orgânicas de 
nitrogênio, como aminoácidos. 
Além do carbono e do nitrogênio, há uma série 
de íons inorgânicos essenciaisnecessários para o 
metabolismo bacteriano, alguns em grande 
quantidade, os macronutrientes e outros em 
pequena quantidade, os micronutrientes. Os 
principais macronutrientes são o fósforo, obtido 
sob a forma de fosfatos e usado na síntese de 
ácidos nucleicos; o enxofre, que participa da 
síntese de aminoácidos e vitaminas; o potássio, 
ativador de enzimas e regulador da pressão 
osmótica; o magnésio, importante para a síntese 
proteica; e o ferro, componente de citocromos e 
proteínas. 
Os fatores de crescimento são compostos 
orgânicos necessários ao microrganismo, mas 
que ele não consegue sintetizar, devendo ser 
adquiridos do meio. Os principais são vitaminas, 
aminoácidos, nucleotídeos e ácidos graxos. O 
crescimento do microrganismo está 
condicionado à concentração desses fatores no 
meio. 
A água participa da nutrição ao permitir a 
passagem de elementos em solução pela 
membrana, participa da regulação da pressão 
osmótica e da regulação térmica, e impede a 
morte da bactéria por dessecação. 
Quanto ao oxigênio atmosférico, as bactérias 
podem ser aeróbias, se exigirem oxigênio livre; 
microaerófilas, se toleram apenas pequenas 
pressões de O2, sempre menores que as da 
atmosfera; anaeróbias estritas, se não toleram a 
presença de O2 livre; anaeróbias não estritas, se 
não precisam do O2, mas não morrem na sua 
presença; e facultativas, se podem crescer tanto 
na presença quanto na ausência de O2 livre. 
As bactérias dependem de uma temperatura 
ideal para captação de nutrientes e crescimento, 
para o funcionamento adequado das enzimas. 
Como são proteínas, as enzimas precisam manter 
a estrutura terciária para ter efetividade, e, 
quando a T° e o pH não estão ótimos, a sua 
atividade é prejudicada, e consequentemente o 
crescimento da bactéria. As psicrófilas preferem 
temperatura entre 0°C e 18°C, as mesófilas, entre 
25°C e 40°C, e as termófilas, entre 30°C e 80°C. 
A maioria das bactérias se beneficia de pH em 
torno de 6,5 a 7,7 para melhor captação de 
nutrientes e crescimento, porém há algumas que 
preferem meios ácidos ou alcalinos, sendo 
chamadas de acidófilas ou basófilas, 
respectivamente. Com relação à concentração 
ideal de NaCl, as bactérias podem ser 
halotolerantes, caso tolerem concentrações 
salinas de 1-6%, halofílicas moderadas, caso 
sobrevivam em concentrações de 6-15%, 
halofílicas extremas, caso sobrevivam em 
concentrações de até 32% de NaCl, e não 
halofílicas, caso não tolerem a presença de NaCl. 
As exoenzimas são enzimas bacterianas 
secretadas para o meio extracelular e são usadas 
na clivagem de macromoléculas, para que 
possam ser absorvidas. Essas www.jaleko .co m 
.br 4 enzimas podem configurar fatores de 
virulência de bactérias patogênicas, pois elas 
utilizam substratos do nosso organismo como 
alimento, ou fatores de defesa, ao inativar 
antibióticos, como a penicilina. 
O metabolismo da glicose nas bactérias se inicia 
com sua fosforilação em glicose-6-fosfato, que é 
convertida a ácido pirúvico, pela via glicolítica. 
O ácido pirúvico pode produzir energia por 
fermentação ou oxidação via ciclo de Krebs ou 
ciclo dos ácidos tricarboxílicos. Ao fim desses 
ciclos, são formadas as subunidades e o ATP por 
meio da cadeia transportadora de elétrons, 
localizada nas invaginações da membrana 
plasmática, estrutura chamada de Mesossomo. 
Os componentes da cadeia são os mesmos que 
em eucariotos, como NAD, FAD e citocromos. 
Anaeróbias podem ter cadeia de transporte de 
elétrons, mas sem citocromo oxidase. 
O ácido pirúvico pode ser convertido a acetil-
CoA, que condensado vira malonilCoA e assim 
sucessivamente até formar ácidos graxos com 
número par de átomos de carbono, que podem ser 
esterificados com glicerol para formar os 
triglicerídeos e os fosfolipídeos. A glicose-6-
fosfato pode seguir a via do monofosfato, 
gerando as pentoses ribose e desoxirribose, 
constituintes dos ácidos nucléicos. 
A divisão celular das bactérias se inicia com a 
replicação do cromossomo bacteriano e produção 
de componentes da parede celular. Com a 
extensão da parede, é formado um septo 
composto por uma bicamada de peptideoglicano 
que separa o citoplasma em dois, a partir do meio 
da célula, resultando nas duas células filhas. 
Algumas enzimas são necessárias nesse 
processo, entre elas as PBPs, que atuam na 
formação do polímero de peptideoglicano. 
 
4- Descrever as diferentes vias metabólicas 
das bactérias. 
Metabolismo Bacteriano – 
Exigência Metabólica: 
O crescimento bacteriano exige uma fonte de 
energia e as matérias-primas para a produção de 
proteínas, estruturas e membranas que compõem 
e fornecem energia para a célula. As bactérias 
devem obter ou sintetizar os aminoácidos, 
carboidratos e lipídios utilizados como 
componentes básicos da célula. 
Os requisitos mínimos para o crescimento são 
uma fonte de carbono e nitrogênio, uma fonte de 
energia, água e vários íons. Os elementos 
essenciais incluem os componentes das 
proteínas, dos lipídios e dos ácidos nucleicos (C, 
O, H, N, S, P), íons importantes (K, Na, Mg, Ca, 
Cl), e componentes de enzimas (Fe, Zn, Mn, Mo, 
Se, Co, Cu, Ni). O ferro é tão importante que 
muitas bactérias secretam proteínas especiais 
(sideróforos) para concentrar ferro a partir de 
soluções diluídas, e, por outro lado, nossos 
corpos sequestram o ferro para reduzir sua 
disponibilidade como uma forma de proteção. 
O oxigênio, embora essencial ao hospedeiro 
humano, é um veneno para muitas bactérias. 
Alguns microrganismos, como Clostridium 
perfringens, que causa gangrena gasosa, não são 
capazes de crescer em presença de oxigênio. Tais 
bactérias são denominadas anaeróbios 
obrigatórios. * 
 
Outros organismos, como Mycobacterium 
tuberculosis, que causa tuberculose, necessitam 
da presença de oxigênio molecular para seu 
metabolismo e crescimento, sendo, portanto, 
denominados aeróbios obrigatórios. * 
A maioria das bactérias, no entanto, cresce tanto 
na presença quanto na ausência de oxigênio. 
Essas bactérias são denominadas anaeróbios 
facultativos. Bactérias aeróbicas produzem as 
enzimas superóxido dismutase e catalase, que são 
capazes de destoxificar o peróxido de hidrogênio 
e os radicais superóxido, subprodutos tóxicos do 
metabolismo aeróbico. 
Algumas bactérias, como certas cepas de 
Escherichia coli (um componente da flora 
intestinal), são capazes de sintetizar todos os 
aminoácidos, nucleotídeos, lipídios e 
carboidratos necessários para o seu crescimento 
e divisão, enquanto as exigências de crescimento 
do agente causador da sífilis, Treponema 
pallidum, são tão complexas que ainda é 
necessário o desenvolvimento de um meio de 
cultura capaz de permitir o seu crescimento. 
Bactérias que dependem exclusivamente de 
moléculas inorgânicas como fonte de energia e 
carbono (dióxido de carbono [CO2]) são 
denominadas autotróficas (litotróficas), enquanto 
muitas bactérias e células animais que 
necessitam de fontes orgânicas de carbono são 
conhecidas como heterotróficas (organotróficas). 
METABOLISMO, ENERGIA E 
BIOSSÍNTESE 
Todas as células necessitam de um suprimento 
constante de energia para sobreviver. Essa 
energia, normalmente na forma de trifosfato de 
adenosina (ATP), é derivada da degradação 
controlada de vários substratos orgânicos 
(carboidratos, lipídios e proteínas). Processo 
chamado de Catabolismo. 
A energia produzida pode então ser utilizada na 
síntese dos constituintes celulares (paredes 
celulares, proteínas, ácidos graxos e ácidos 
nucleicos), um processo conhecido como 
anabolismo. 
Esses dois processos são denominados 
metabolismo intermediário. 
O processo metabólico normalmente inicia com 
a hidrólise de grandes macromoléculas por 
enzimas específicas no espaço extracelular. 
As menores moléculas que são produzidas (ex. 
monossacarídeos, pequenos peptídeos e ácidos 
graxos) são transportadas atravésda membrana 
até o citoplasma por mecanismos de transporte 
ativo ou passivo específicos para cada 
metabólito. Esses mecanismos podem utilizar 
carreadores específicos ou proteínas de 
transporte presentes na membrana para auxiliar 
na concentração dos metabólitos presentes no 
meio. 
Os metabólitos são convertidos por uma ou mais 
vias a um intermediário universal comum, o 
ácido pirúvico. A partir do ácido pirúvico, os 
carbonos podem ser destinados para a produção 
de energia ou para a síntese de novos 
carboidratos, aminoácidos, lipídios e ácidos 
nucleicos. 
 
METABOLISMO DA GLICOSE: 
Em vez de liberar toda a energia da glicose na 
forma de calor (como para combustão), as 
bactérias degradam a glicose em etapas distintas 
que permitem que a energia seja capturada em 
formas utilizáveis. 
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. 
VIA DE EMBDEN-MEYERHOF-PARNAS: 
Bactérias utilizam três vias metabólicas 
principais no catabolismo da glicose. A mais 
comum entre elas é a via glicolítica ou (EMP) 
para a conversão de glicose a piruvato. 
Essas reações, que ocorrem tanto em condições 
aeróbicas quanto anaeróbicas, iniciam-se com a 
ativação da glicose para formar glicose-6- 
fosfato. Essa reação, bem como a terceira reação 
da via, na qual a frutose-6-fosfato é convertida a 
frutose-1,6-difosfato, necessita de um mol de 
ATP para cada mol de glicose e representa um 
investimento inicial dos estoques celulares de 
energia. 
 
 
 
A energia é produzida durante a glicólise em 
duas formas diferentes, química e eletroquímica. 
- primeira, o grupo fosfato de alta energia de um 
dos intermediários da via é utilizado, conforme 
orientação de uma enzima adequada (uma 
quinase) para gerar ATP a partir do difosfato de 
adenosina (ADP). 
Esse tipo de reação, denominado fosforilação a 
nível de substrato, ocorre em dois pontos da via 
glicolítica (conversão do 3- fosfoglicerol fosfato 
a 3-fosfoglicerato e do 2-fosfoenolpiruvato a 
piruvato). 
Produz 4 moléculas de ATP por molécula de 
glicose, - 2 moléculas que são utilizadas, 
resultando na produção de 2 moléculas de ATP, 
2 moléculas de NADH e 2 de piruvato; 
Na ausência de oxigênio, a fosforilação ao nível 
do substrato representa a principal forma de 
produção de energia. O ácido pirúvico produzido 
pela glicólise é então convertido a diversos 
produtos finais, dependendo da espécie 
bacteriana, em um processo conhecido como 
fermentação. * 
CICLO DO ÁCIDO TRICARBOXÍLICO – 
Na presença de oxigênio, o ácido pirúvico 
produzido na glicólise e no metabolismo de 
outros substratos pode ser completamente 
oxidado a H2O e CO2 utilizando-se o ciclo do 
ácido tricarboxílico o qual resulta na produção 
adicional de energia. 
 
O ciclo do ATC permite que o organismo 
produza substancialmente mais energia por mol 
de glicose do que seria possível apenas pela 
glicólise. 
Adicionalmente ao GTP (um equivalente do 
ATP) produzido pela fosforilação ao nível do 
substrato, o NADH e o FADH2 geram ATP 
através da cadeia de transporte de elétrons. Nessa 
cadeia, os elétrons carreados pelo NADH (ou 
FADH2) são transferidos em diversos passos por 
uma série de pares de doadores-aceptores e, por 
último, ao oxigênio (respiração aeróbica) ou 
receptores finais de elétrons (nitrato, sulfato, 
CO2, íon férrico) (respiração anaeróbica). 
Organismos anaeróbicos são menos eficientes 
na produção de energia do que os organismos 
aeróbicos. A fermentação produz apenas duas 
moléculas de ATP por glicose, enquanto 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 
 
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. * 
 
 
 
VIA DAS PENTOSES FOSFATO: 
A função dessa via é gerar precursores dos ácidos 
nucleicos e poder redutor na forma NADPH para 
uso na biossíntese. Na primeira metade da via, 
glicose é convertida a ribulose-5-fosfato, com 
consumo de 1 mol de ATP e produção de 2 moles 
de NADPH por mol de glicose. A ribulose-5-
fosfato pode então ser convertida a ribose- 5-
fosfato (um precursor na biossíntese de 
nucleotídeos) ou, alternativamente, a xilulose-5-
fosfato. As reações remanescentes dessa via 
utilizam enzimas conhecidas como 
transcetolases e transaldolases para produzir 
diversos açúcares, os quais podem atuar como 
precursores biossintéticos ou podem ser 
direcionados de volta à via glicolítica para uso na 
geração de energia. 
5- Compreender os mecanismos de 
transferências gênicas entre as células 
bacterianas. 
Na conjugação bacteriana há transferência 
direta de DNA de uma bactéria a outra, através 
das fímbrias sexuais, que são filamentos mais 
longos que as fímbrias normais. 
Neste caso, há a formação de uma ponte 
citoplasmática para a transferência da cópia do 
DNA ou do plasmídeo da bactéria doadora para 
uma bactéria receptora, onde ocorre uma 
recombinação gênica. 
A transformação bacteriana consiste na 
absorção de fragmentos de moléculas de DNA 
dispersos no meio e posterior incorporação dos 
mesmos ao DNA bacteriano. 
Sob certas condições, qualquer tipo de DNA 
pode ser incorporado ao DNA bacteriano, desde 
que tenham semelhanças. Essa característica 
permite que os cientistas utilizem as bactérias 
em experimentos de engenharia genética. 
Na transdução bacteriana ocorre transferência 
de fragmentos do material genético através de 
bacteriófagos (tipos de vírus infectantes de 
bactérias). Os bacteriófagos costumam injetar 
seu material genético na célula bacteriana e 
assim se multiplicar. 
Entretanto, durante esse processo pode acontecer 
a incorporação de segmentos de DNA da bactéria 
hospedeira e posterior liberação desses 
fragmentos na bactéria receptora, assim que o 
bacteriófago for infectar outra bactéria. Havendo 
recombinação genética entre os materiais surgem 
novas características. 
 
Curiosidade: 
Podem ser distinguidas a microbiota residente, 
constituída por organismos específicos, 
encontrados, frequentemente, em determinadas 
áreas e a microbiota transitória, que consiste de 
microrganismos provenientes do ambiente, que 
habitam a pele e as superfícies mucosas por horas 
ou poucas semanas.