aula Citologia Bacteriana

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Citologia Bacteriana
Universidade Estadual de Londrina - UEL
Centro de Ciências Biológicas – Departamento de Microbiologia
Prova didática – área Microbiologia
Edital Nº 062/2018 - PRORH 
Dra. Fabiane Cristina dos Santos			Dez/2018
TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, cap 4.
TALARO, Kathleen P.; CHESS, Barry. Foundations in microbiology. 10. ed. New York, NY: McGraw-Hill Education, 2018, cap 4.
MADIGAN, Michael T. et al. Microbiologia de Brock. 14. ed. Porto Alegre: ArtMed, 2016, cap 2
TRABULSI, Luiz Rachid; ALTERTHUM, Flavio. Microbiologia. 6. ed. São Paulo: Editora Atheneu 2015, cap 2
ALBERTS, B.; et al. Biologia molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, cap 16.
Referências
Tópicos
1) Procariotos x Eucariotos 
2) Célula procariótica
 2a) Tamanho
 2b) Forma
 2c) Arranjo
3) Estruturas externas da parede celular
 3a) Glicocálice
 3b) Flagelos
 3c) Filamentos axiais/Flagelo periplasmático
 3d) Fímbrias/ Pili
4) Parede celular
 4a) Composição e características
 4b) Parede celular – gram positiva
 4c) Parede celular – gram negativa
	4c.1) Membrana externa
5) Coloração de gram
6) Parede celular atípica
 6a) Mycoplasma
 6b) Coloração Alcool-ácido resistente
 6c) Parede celular - arqueobactérias
 6d) Formas L
7) Estruturas internas da parede celular
 7a) Membrana plasmática
 7b) Membrana plasmática - arqueobactérias
 7c) Funções da membrana plasmática
 7d) Independentemente do mecanismo de transporte, os eventos reais de transporte são de três tipos
8) Citoplasma e seus componentes
 8a) Nucleóide
 8b) Plasmídeos
 8c) Ribossomos
 8d) Inclusões
 8e) Citoesqueleto
 8f) Endosporos
Tópicos
PROCARIOTOS
DNA circular, não envolto por membrana, não associado a histonas
Não apresentam organelas como núcleo, mitocôndria e cloroplastos
Parede celular contém peptideoglicano
Divisão por fissão binária
EUCARIOTOS
DNA em cromossomos, está no núcleo separado do citoplasma, associado a proteínas cromossomais
Apresentam várias organelas fechadas por membrana
Parede celular, se presente, é mais simples
Divisão por mitose
1)
Em termos de estrutura e composição podemos classificar as células em 2 grupos diferentes. Os procariotos, que são células menores e mais simples, e os eucariotos que são maiores e mais complexas. 
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PROCARIOTOS
EUCARIOTOS
Os procariontes formam um vasto grupo de organismos unicelulares muito pequenos que incluem os microrganismos dos dominio bactérias e archaea. A maioria são bactérias.
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2) Célula procariótica
Caracterização morfológica:
Tamanho,
Forma,
Arranjo
2a) TAMANHO
A maioria das bactérias varia de 0,2 a 2,0 mm de diâmetro e de 2 a 8 mm de comprimento
Estrutura típica de uma bactéria
As bactérias são caracterizadas morfologicamente por tamanho, forma e arranjo
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2b) FORMA:
Cocos: redondos, mas podem ser ovais, alongados ou achatados em uma das extremidades
Bacilo: forma de bastão, podendo ser longos ou delgados, pequenos ou grossos, extremidade reta, ou arredondada
Espiralada: podem ter uma ou mais espirais
Bacilo
Espirilo
Cocos
2c) ARRANJO - cocos
Diplococos: cocos agrupados em pares
Estreptococos: cocos agrupados em cadeia
Tétrades: se dividem em 2 planos e permanecem agrupados em grupos de quatro
Sarcina: dividem-se em 3 planos. Cocos agrupados em 8.
Estafilococos: divisão em múltiplos planos. Cocos agrupados de forma irregular (cacho de uva)
2c) ARRANJO - bacilos
Bacilo isolado: maioria
Diplobacilo: bacilos aos pares após divisão
Estreptobacilo: bacilos em cadeia
Cocobacilos: ovais e semelhantes aos cocos
Alguns bacilos assemelham-se a lanças, outros têm extremidades arredondadas ou, então, retas.
Os bacilos, ao contrário dos cocos, só se dividem no plano sobre seu eixo menor de tal forma que são poucos os arranjos ou agrupamentos
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2c) ARRANJO - espiralada
Vibriões: corpo rígido e são como vírgulas
Espirilos: razoavelmente rígido, forma helicoidal (saca-rolhas)
Espiroqueta: helicoidais e flexíveis
A forma da bactéria é determinada pela hereditariedade. Geneticamente a maioria das bactérias são monomórficas (mantém um único formato).
Bactérias pleomórficas (podem ter vários formatos)
A identificação de baterias pleomórficas é mais difícil devido as alterações que elas sofreram (por condições ambientais)
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3) Estruturas externas da parede celular
3a) GLICOCÁLICE
Polímero gelatinoso composto por polipeptídeo, polissacarídeo ou ambos
Difere entre as bactérias em espessura, organização e composição química
Capsula – firmemente ligado a parede celular. Espessa e gomosa. Protege da fagocitose.
Slime layer – camada difusa. Protege da desidratação e perda de nutrientes, adesão.
Biofilmes
Bacillus anthracis
Streptococcus pneumoniae
Klebsiella
É um revestimento de macromoléculas produzido pelas bactérias que as ajudam a se proteger das diversas condições do meio ambiente
tem uma consistência espessa e gomosa que confere um caráter predominantemente pegajoso (mucóide) às colônias da maioria das bactérias encapsuladas 
glicocálice pode ajudar a proteger as bactérias de fagócitos. Adicionalmente, ajuda na formação de biofilmes que reveste superfícies inertes como dentes ou rochas.
Componente muito importante de biofilmes
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Rhodobacter capsulatus
0,9mm
Colônias de Bacillus
Rhizobium trifolii - 0,7mm
Colônia sem capsula
Colônia com capsula
Micrografia eletrônica de transmissão
Rhodobacter capsulatus células com 0.9mm
Rhizobium trifolii 0.7mm
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Biofilmes:
Comunidades biológicas estruturadas, coordenadas e funcionais
Substância polimérica extracelular (extracellular polymeric substance (EPS))
As bactérias podem crescer em diversos lugares como pedras, dentes, raízes de plantas, implantes médicos
Streptococcus mutans – cárie
Vibrio cholerae - cólera
EPS tipo de glicocalice que ajuda na formação do biofilme e ligação dele ao seu alvo
O EPS protege as células dentro dele, facilita a comunicação entre eles e permite que as células sobrevivam anexando-se a várias superfícies em seu ambiente natural.
Através da ligação as bactérias podem crescer em diversos lugares como pedras, dentes, raizes de plantas, implantes médicos
S. Mutans – se liga a superficie do dente pelo glicocalice (capsula) causa carie
V cholerae – cólera, se liga as celulas do intestino pelo glicocalice
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3b) FLAGELOS
3 partes: filamento, gancho (bainha), corpo basal
Filamento: helicoidal composto da proteína flagelina. 20nm de diâmetro.
Bainha: ancora o filamento e gira 360 °
Corpo basal: ancora o flagelo através da parede celular e membrana plasmática
GRAM +
GRAM -
Cada flagelo procariótico é uma estrutura helicoidal semi-rígida que move a célula girando a partir do corpo basal. A rotação de um flagelo é no sentido horário ou anti-horário em torno do seu eixo maior. (Os flagelos eucarióticos, ao contrário, ondulam em um movimento ondulatório.)
O movimento de um flagelo procariótico resulta da rotação de seu corpo basal e é semelhante ao movimento do eixo de um motor elétrico. Conforme os flagelos giram, eles formam um feixe que empurra o líquido circundante e impulsiona a bactéria. A rotação flagelar depende da geração contínua de energia da célula.
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CLASSIFICAÇÃO:
a) Peritríquias – bactérias com flagelos em toda a célula. 
b) Polar – flagelo em um ou ambos os pólos ou extremidades da célula
B1) Monotríquias – bactérias com apenas um flagelo. 
B2) Lofotríquias – bactérias com um tufo de flagelos. 
B3) Anfitríquias – bactéria com um tufo em cada ponta da célula.
a)
b1)
b2)
b3)
Dependendo de como esse flagelos estão distribuidos na célula, eles são classificadas em...
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Monotríquio
Vibrio cholerae
Lofotríquio
Spirillum serpens
Anfitríquio
Aquaspirillum
Peritríquio
Proteus mirabilis
MOTILIDADE: habilidade do organismo em se mover sozinho. Fator utilizado para identificação laboratorial de bactérias
MeioSIM 
(Motilidade-Indol-Enxofre)
RESPOSTA FLAGELAR: detecta sinais do ambiente
Estímulo químico – quimotaxia
	Positiva: atração
	Negativa: repelente
Estímulo pela luz – fototaxia
	Positiva: em direção a luz
	Negativa: direção contrária a luz (repulsa)
Velocidade e direção de rotação do flagelo – gera padrões de motilidade
Meio de mobilidade indol de enxofre (SIM). Quando este meio é esfaqueado com um inóculo, o aparecimento de crescimento ao redor da linha de punção pode ser usado para determinar a não motilidade (2) ou a motilidade (3). O tubo 1 é um controle que não foi inoculado, e o tubo 4 mostra um precipitado preto que ocorre em torno da perfuração quando o gás H2S foi produzido.
A quimiotaxia pode ser positiva (estimulado por nutriente, atração) ou negativa (composto perigoso, repelente)
As bactérias móveis tem vários receptores que em resposta ao estímulo, passam ao flagelo
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3c) FILAMENTOS AXIAIS/FLAGELO PERIPLASMÁTICO
Feixe de fibrilas que surgem nas extremidades da célula
Espiroquetas – estrutura e motilidade única
Rotação dos filamentos impulsiona as espiroquetas em movimento espiral
Treponema pallidum – sífilis
Borrelia burgdorferi – doença de Lyme
feixes de fibrilas que surgem nas extremidades da célula sob uma bainha externa e espiralam ao redor da célula, semelhante aos flagelos
Espiroquetas – bacterias de forma espiralada, helicoidais e flexiveis 
A rotação dos filamentos produz um movimento da bainha externa que impulsiona as espiroquetas em um movimento espiral. Este tipo de movimento é semelhante à forma como um saca-rolhas se move através de uma rolha.
Treponema pallidum – sífilis. Esse movimento espiral permite a movimentação nos fluidos corporais
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3d) FÍMBRIAS E PILI
Bactérias gram-negativas
Apêndices não flagelar, mais curto e mais fino que os flagelos
	FÍMBRIAS – 
Um dos polos ou em toda a superfície da célula;
Tendência em aderir - formação de biofilmes, outras superfícies
Forte adesão entre fímbrias e células epiteliais - doenças:
Neisseria gonorrhoeae – colonizar membranas mucosas
Muitas bactérias gram-negativas contêm apêndices semelhantes a pelos que são mais curtos, retos e mais finos que os flagelos. Essas estruturas, que consistem de uma proteína chamada pilina disposta helicoidalmente ao redor de um núcleo central, são divididas em dois tipos, as fímbrias e os pili, com funções muito diferentes.
Fímbrias – aderencia entre elas ou em superfícies (liquido, vidro, pedras e superficie epitelial)
Neisseria pode infectar mucosas como genital e orofaringe
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	PILI –
Mais longos e em menor quantidade que as fímbrias
Motilidade e transferência de DNA
Motilidade de contração: movimentos curtos, bruscos e intermitentes (modelo de gancho). Pseudomonas aeruginosa
Motilidade planadora: movimento suave ao longo da superfície. Myxobacteria
Conjugação
Contração: pili faz contato com a superfície de outra célula e retrai
Planadora - fornece um meio para os micróbios viajarem em ambientes com baixo teor de água, como biofilmes e solo.
mixobactérias (do grego myca, que significa muco) vivem em ambientes com muita matéria orgânica que está em decomposição (como por exemplo o solo). Suas colônias secretam substâncias, que matam outras bactérias das quais as mixobactérias se alimentam.
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 Mecanismo de conjugação
Transferência de informação genética que requer contato entre as células. Este intercâmbio implica transferência de molécula de DNA extracromossômica, um plasmídeo. Ocorre em bacilos, em algumas espécies de estreptomicetos e estreptococos.
Fator F (fator de fertilidade) – 1º plasmídeo observado que foi transferido entre células de E.coli durante a conjugação
As células contendo o plasmideo do fator F, transferem esse plasmideo a células que não contem o fator as quais se tornam f+
O DNA trocado pode adicionar uma nova função à célula receptora, como a resistência a antibióticos ou a capacidade de digerir seu meio de forma mais eficiente
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4) Parede celular
Confere rigidez estrutural a célula
Proteção contra lise osmótica
Ponto de ancoragem dos flagelos
Contribui para a habilidade de algumas espécies em causar doenças
Sítio de ação de antibióticos
Composição química – diferencia os tipos de bactéria
Alguns eucariontes com parede celular, incluindo plantas, algas e fungos, diferem quimicamente da parede celular dos procariotos: são mais simples em estrutura e são menos rígidas.
Estrutura complexa, semi-rígida, responsável pelo formato da célula
Protege a célula de mudanças adversas do ambiente
Função mais importante: impedir lise celular quando a pressão osmótica intracelular for maior que a extracelular
Ponto de ancoragem dos flagelos
Contribui para a habilidade de algumas espécies em causar doenças
Sítio de ação de antibióticos
Composição química – diferencia os tipos de bactéria
Embora as células de alguns eucariontes, incluindo plantas, algas e fungos, tenham paredes celulares, suas paredes diferem quimicamente das dos procariotos, são mais simples em estrutura e são menos rígidas.
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4a) COMPOSIÇÃO E CARACTERÍSTICAS
Macromolécula: Peptideoglicano 
N-acetil-glicosamina (NAG) e ácido N-acetilmurâmico (NAM).
Aminoácidos (alanina, glutamato)
Tetrapeptídeo glicano
Peptideoglicano presente sozinho ou em combinação com outras substancias
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Cadeias longas de peptidoglicano são biossintetizadas adjacentes a uns aos outros para formar uma folha em torno da célula. As cadeias individuais são conectadas por ligações cruzadas de aminoácidos. As ligações glicosídicas que ligam os açúcares nas cadeias de glicano são ligações covalentes, mas estas fornecem rigidez em apenas uma direção. Somente após a ligação cruzada, o peptidoglicano é forte nas direções X e Y
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4b) PAREDE CELULAR - GRAM POSITIVA
90% da parede celular composta por peptideoglicano
Ácidos teicóicos:
Ácidos teicoicos de parede
Ácidos lipoteicoicos
Regular movimento de 
cátios
Sítio de ligação com o 
epitélio do hospedeiro em 
algumas bactérias patogênicas
Streptococcus pyogenes 
Além desta macromolécula, encontramos proteínas e ácidos teicoicos que podem representar até 50% da massa seca da parede. The term “teichoic
acids” includes all cell wall, cytoplasmic membrane, and capsular polymers composed of glycerol phosphate or ribitol phosphate. These polyalcohols are connected by phosphate esters and typically contain sugars or d-alanine. Estes poliálcoois são ligados por ésteres de fosfato e normalmente contêm açúcares ou d-alanina
os ácidos teicóicos têm sido divididos em dois tipos: ácidos teicoicos de parede ligados ao peptidioglicano (ác muramico) e ácidos lipoteicoicos (LTA) que, apesar de serem encontrados ao longo da parede, encontram- se intimamente ligados à fração lipídica da membrana plasmática.
Por conta da carga negativa (grupo fosfato) os ácidos teicoicos podem ligar e regular o movimento de cations dentro e fora da célula (calcio e magnesio). 
servir de sítio de ligação com o epitélio do hospedeiro em algumas bactérias patogênicas. Por exemplo, em Streptococcus pyogenes o ácido lipoteicoico, juntamente com a proteína M, facilita a ligação da bactéria ao receptor da mucosa respiratória;
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4c) PAREDE CELULAR - GRAM NEGATIVA
Fina camada de peptideoglicano + membrana externa
Periplasma – enzimas degradativas e proteínas de transporte
NÃO contém ácidos teicóicos
Peptideoglicano ligado a lipoproteinas da membrana externa e está no espaço periplasmático (periplasma – entre camada externa e mb plasmatica)
A presença da membrana externa em bactérias Gram negativas confere características bastante peculiares quando comparadas com as bactérias Gram-positivas. Assim, a forte carga positiva proveniente dos polissacarídeos localizados na membrana externa constitui fator importante na evasão destas bactérias à ação de células fagocitárias e ao complemento durante a invasão de um hospedeiro. Além disso, a membrana externa constitui uma barreira adicional à entrada de algumas substâncias como antibióticos (por exemplo: penicilina), lisozima, detergentes,metais pesados, sais de bile, enzimas digestivas e alguns corantes.
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4c) PAREDE CELULAR - GRAM NEGATIVA
4c.1) Membrana externa:
Lipopolissacarídeos (LPS), lipoproteínas, fosfolipídeos
Evasão das bactérias à fagocitose
Barreira de algumas substâncias (antibióticos, detergentes, metais pesados, enzimas digestivas, corantes etc)
Porinas – nucleotídeos, dissacarídeos, peptídeos, aa, vitamina B12 e ferro.
Interior hidrfóbico e exterior hidrofílico
A presença da membrana externa em bactérias Gram negativas confere características bastante peculiares quando comparadas com as bactérias Gram-positivas. Assim, a forte carga positiva proveniente dos polissacarídeos localizados na membrana externa constitui fator importante na evasão destas bactérias à ação de células fagocitárias e ao complemento durante a invasão de um hospedeiro. Além disso, a membrana externa constitui uma barreira adicional à entrada de algumas substâncias como antibióticos (por exemplo: penicilina), lisozima, detergentes, metais pesados, sais de bile, enzimas digestivas e alguns corantes.
A mb externa tem uma certa permeabilidade e compostos como nucleotideos, dissacarídeos...ou aqueles que são hidrofílicas conseguem entrar na célula por canais chamados porinas (pntas transmembranas)
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Lipopolissacarídeos (LPS)
Lipídeos e carboidratos
3 componentes: 
lipídeo A – toxicidade bactérias gram-negativas, sintomas de infecção
polissacarídeo cerne – estabilidade
polissacarídeo O específico – moléculas de açúcar
Os açúcares que formam a cadeia lateral deste polissacarídeo variam de espécie para espécie e, por isso, são responsáveis pelas características antigênicas em bactérias Gram-negativas 
LPS Salmonella
Composto de lipideos e carboidratos.
Lipideo A – porção lipídica, está no topo da membrana externa. O Lípido A é responsável pelos sintomas associados a infecções por bactérias gram-negativas, tais como febre, dilatação dos vasos sanguíneos, choque e coagulação sanguínea. Essa característica é associada a composição do lipidio A, a qual não apresenta a estrutura clássica do lipideo (glicerol + ac graxo) e sim ác graxos ligados a porção amina de glicosamina fosfato. Os ácidos graxos comumente encontrados no lipídio A incluem os ácidos capróico (C6), láurico (C12), mirístico (C14), palmítico (C16) e esteárico (C18).
Polissacarídeo central - O polissacarídeo núcleo é ligado ao lipídio A e contém açúcares incomuns. Seu papel é estrutural - fornecer estabilidade.
Poliss O – ligado ao central, composto por moléculas de açúcar (galactose, glicose, raminose e manose)
Os açúcares que formam a cadeia lateral deste polissacarídeo variam de espécie para espécie e, por isso, são responsáveis pelas características antigênicas em bactérias Gram-negativas (funciona como antígeno)
A toxicidade da Salmonella é associada ao LPS (endotoxina)
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5) COLORAÇÃO DE GRAM
O violeta de cristal, a coloração primária, cora as células gram positivas e gram negativas porque o corante entra no citoplasma de ambos os tipos de células. Quando o iodo (o mordente) é aplicado, ele forma grandes cristais com o corante que é muito grande para escapar pela parede celular. A aplicação de álcool desidrata o peptidoglicano de células gram-positivas para torná-lo mais impermeável ao cristal violeta-iodo. O efeito nas células gram-negativas é bem diferente; o álcool dissolve a membrana externa das células gram-negativas e até mesmo deixa pequenos orifícios na fina camada de peptidoglicano através da qual o cristal violeta-iodo se difunde. Como as bactérias gram-negativas são incolores após a lavagem com álcool, a adição de safranina (a contra-coloração) torna as células rosa ou vermelhas. A safranina fornece uma cor contrastante à mancha primária (cristal violeta). Embora ambas as células gram-positivas e gram-negativas absorvam a safranina, a cor rosa ou vermelha da safranina é mascarada pelo corante púrpura mais escuro previamente absorvido pelas células gram-positivas
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6) PAREDE CELULAR ATÍPICA
6a) MYCOPLASMA
Mycoplasma pneumoniae
Lípideos externos
Ácido micólico
Polissacarídeos (arabinogalactano)
Peptideoglicano
Membrana plasmática
Parede celular
Lipoarabinomanano
7) Fosfadidilinositol manosídeo
Os micoplasmas são as menores bactérias conhecidas que podem crescer e se reproduzir fora das células hospedeiras vivas. Por causa de seu tamanho e porque não têm paredes celulares, passam pela maioria dos filtros bacterianos e foram primeiro confundidos com vírus. Suas membranas plasmáticas são únicas entre as bactérias em ter lipídios chamados esteróis, que são pensados para ajudar a protegê-los da lise.
Ácido micólico dá a toxicidade da bactéria. O ácido é hidrofóbico, parece uma cera e não permite a absorção de corantes, não pode ser corado com gram
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6b) COLORAÇÃO ALCOOL-ÁCIDO RESISTENTE
(Técnica de Ziehl-Neelsen)
A fucsina fenicada vai corar todas as células bacterianas de vermelho. O ácido diluído em álcool vão descorar todas as bactérias exceto as ácido-álcool resistentes (BAAR), que permanecem coradas de vermelho pela fucsina. Assim, ao serem observadas após coloração e contraste, com azul de metileno, encontraremos as BAAR vermelhas e as não BAAR azuis
Cora tb bactérias do genero mycobacterium
A fucsina fenicada, atuando a quente, vai corar todas as células bacterianas e outras estruturas presentes no esfregaço de vermelho (o calor vai derreter os lípidos de membrana, tornando-a permeável). O ácido diluído em álcool aplicados vão descorar todas as bactérias exceto as ácido-álcool resistentes, que permanecem coradas de vermelho pela fucsina. Assim, ao serem observadas após coloração e contraste, com azul de metileno, encontraremos as bactérias
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6c) PAREDE CELULAR - ARQUEOBACTÉRIAS
Parede celular composta de pseudomureína (pseudopeptideoglicano)
N-acetil-glicosamina (NAG) e Ácido N-acetiltalosaminurônico
Methanosarcina – não apresentam pseudomureina e sim polissacarídeos (glicose, ácido glucurônico, ácido urônico de galactosamina e acetato)
Não podem ser coradas com gram, mas aparecem como gram negativa pois não tem peptideoglicano
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ARQUEOBACTÉRIAS
CAMADA S:
Moléculas intercaladas de proteínas ou glicoproteínas
Formas simétricas
Resistentes a lisozimas (hidrólise do peptideoglicano)
Algumas bactérias apresentam camada S
Camada S
Mb lipídica
Peptideoglicano
Mb externa
Outra característica comum na parede celular das arqueobactérias é uma camada paracristalina na superficie chamada camada S 
Hexagonal, tetragonal, trimérica, dependendo do n° e da subunidades que compoem
Alguns organismos apresentam a camada S junto com outros componentes da parede celular, geralmente polissacarideos (Bacillus brevis)
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6d) FORMAS L
Bactérias que perdem a parede celular durante o ciclo de vida
Formas irregulares
Mutação nos genes formadores de parede ou indução artificial (lisozima ou penicilina)
Protoplasto – gram positiva que perde toda a sua parede celular
Esferoplasto – gram negativa não perde toda a parede celular
As formas L surgem naturalmente de uma mutação nos genes formadores de paredes, ou podem ser induzidas artificialmente pelo tratamento com uma substância química como lisozima ou penicilina que perturba a parede celular. (penicilina interfere nas ligações peptidicas entre as cadeias de peptideoglicano, deixando a parede celular mais fraca e suscetível a lise)
Gram positiva – mais suscetivel a lise pois não tem mb externa, só peptideoglicano e a mb interna. Normalmente, um protoplasto é esférico e ainda é capaz de manter o metabolismo.
Gram negativa – boa parte da mb externa ainda continua
Para que a lisozima exerça o seu efeito nas células gram-negativas, as células são primeiramente tratadas com EDTA (ácido etilenodiaminotetracético).
O EDTA enfraquece as ligações iônicas na membrana externa e, com isso, danifica-a, dando ao lisozima acesso à camada de peptidoglicano.
As bactérias da forma L, que não têm paredes celulares, dispensam os métodos normais de replicação, pelo menos em alguns casos. Em vez disso, as formasL produzem extra membrana celular e cromossomos extras e se tornam grandes e irregulares (3). Forças biomecânicas causam a quebra de células menores por meio de bolhas (4) ou tubulações
Formas L: células sem parede originadas de bactérias Gram-positivas ou Gram-negativas selecionadas pelo uso de agentes que destroem a parede (lisozima ou penicilina). Uma vez isoladas, podem ser estáveis (permanecem sem parede na ausência do agente) ou instáveis (quando voltam a sintetizar a parede).
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7) Estruturas internas da parede celular
7a) MEMBRANA PLASMÁTICA
Fosfolipídeos (30-40%)
Bicamada lipídica – hidrofóbica (não polar) / hidrofílica (polar)
Proteínas de membrana (60-70%):
Proteínas periféricas
Proteínas integrais (Proteínas transmembranas)
A estrutura da mb plasmática é composta basicamente por fosfolipídeos, os quais são fomados por ácidos graxos ligados a um glicerol fosfato, formando regiões hidrofóbicas (não polar) e hidrofílicas (polar). Eles se organizam em 2 filas paralelas, chamada de bicamada lipídica, onde a região hidrofílica fica sempre voltada para fora
Ptnas periférias – facilmente removida, atuam como enzimas, como suporte e como mediadores de mudanças na forma da membrana durante o movimento.
Integrais – removida só com ruptura da bicamada lipidica (detergente). Algumas que penetram totalmente na mb são as transmembranas. Algumas servem como canais que tem poros ou canais por onde substancias entram ou saem da celula.
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Glicoproteínas – proteínas + carboidratos
Glicolipídeos – proteínas + lipídeos
Vírus e toxinas – entram em suas células-alvo ligando-se primeiro às glicoproteínas em suas membranas plasmáticas. 
Fluidez/viscosidade da membrana – movimento das proteínas
Arranjo dinâmico de fosfolipídeos e proteínas – modelo mosaico fluído
Permeabilidade seletiva – capacidade de regular o transporte de moléculas
Algumas proteínas e lipídeos da parte externa da mb plasmática estão ligadas a carboidratos. As proteinas ligadas a carboidratos são as glicoproteínas e as ligadas a lipideos são os glicolipideos. Tanto as glicoproteínas como os glicolípidos ajudam a proteger e lubrificar a célula e estão envolvidos nas interações célula-a-célula.
O vírus da gripe e as toxinas que causam cólera e botulismo entram em suas células-alvo ligando-se primeiro às glicoproteínas em suas membranas plasmáticas.
A mb deve ser viscosa que permite que as proteínas da membrana se movam com liberdade suficiente para desempenhar suas funções sem destruir a estrutura da membrana. Este arranjo dinâmico de fosfolipídios e proteínas é referido como o modelo de mosaico fluido.
A estrutura da fase lipídica fornece uma barreira impenetrável a muitas substâncias. Essa propriedade é responsável pela permeabilidade seletiva e capacidade de regular o transporte de moléculas.
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7b) MEMBRANA PLASMÁTICA
Arqueobactérias
Dieters de glicerol – unidade de isopreno
Tetraeteres de diglicerol – monocamada lipídica
Bicamada, monocamada ou mista
Não possuiu ácidos graxos por si, mas apresentam cadeia hidrofóbica que tem a mesma função que os ac graxos (ao invés do glicerol ligado nos ácidos graxos temos glicerol com unidades de isopreno)
dieters de glicerol (5 unidade de isopreno – grupo fitanil)
tetra-éteres de diglicerol - as extremidades das cadeias laterais de fitanila que apontam para dentro de cada molécula de glicerol estão ligadas covalentemente. Isto forma uma monocamada lipídica (altamente resistente a altas temperaturas) em vez de uma membrana de bicamada lipídica
Monocamada lipidica
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7c) FUNÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Permeabilidade seletiva
Moléculas pequenas, moléculas lipossolúveis
Quebra de nutrientes e produção de energia
Enzimas que catalisam reações químicas e produzem ATP
Rhodospirillum rubrum
Permeabilidade depende de vários fatores: tamanho da molécula (ptnas) – as vezes não passam pois são maiores que os poros das proteinas integrais as quais funcionam como canais. Moléculas pequenas (agua, nutrientes, e alguns açúcares) passam facilmente. Ions penetram de maneira mais devagar. As susbtancias que se dissolvem facilmente em lipideos entram e saem mais facilmente que outras susbtancias (por conta dos fosfolipideos)
Quebra de nutrientes e produção de energia. A mb tem enzimas capazes de catalisar reações quimicas e produzir ATP. Em algumas bactérias, os pigmentos e enzimas envolvidas na fotossintese estão juntos a mb e se extendem até o citoplasma - cromatóforos Rhodospirillum rubrum,
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7c) FUNÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Transporte de substâncias entre as membranas
Processo passivo – a favor do gradiente de concentração, sem gasto de energia
Difusão simples, difusão facilitada e osmose
Processo ativo – contra gradiente de concentração, com gasto de energia
Tanto eu eucarioto quanto em procarioto por 2 processos: passivo (susbtancia passa pela mb de uma área mais concentrada para uma menos concentrada – a favor do gradiente de [], sem gasto de energia da célula) ou ativo (célula gasta energia para transporte ao contrario do [] de concentração – mais para menos) 
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Processo passivo
Difusão simples – movimento de moléculas (O2, CO2) ou íons de uma área mais concentrada para uma menos concentrada. Movimento até atingir o ponto de equilíbrio.
Difusão facilitada – transportadores/permeases – facilitam o transporte de moléculas grandes e íons
Procariotos – transportadores não específicos que permite a passagem de íons hidrofílicos e pequenas moléculas
Eucariotos – transportadores específicos para moléculas grandes como açúcares e vitaminas
Facilitada – proteinas integrais de mb funcionam como canais ou carregadores e facilitam o movimento. Não gasta energia, tb é a favor do gradiente
Transportadores não específicos, são mais comuns em procariotos
Específicos – comum em eucariotos – ocorre mudança na conformação da proteina para ocorrer o transporte. A substancia se liga ao transportador na parte externa, muda a forma e libera a substancia no interior da célula.
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Processo passivo
Osmose – movimento da molécula de água de uma área de maior concentração de água (baixa concentração de soluto) para uma menor concentração de água (alta concentração de soluto)
Difusão simples ou proteínas integrais (aquaporinas)
Isotônica
Hipotônica – água move para dentro da célula. Lise osmótica se parede celular for frágil
Hipertônica – água move para fora da célula. Plasmólise
A célula bacteriana pode ser submetida a 3 tipos de soluções osmóticas.
Isotonica – a [] geral de solutos é igual dentro e fora da célula, á água entra e sai da célula na mesma proporção. O conteúdo celular está em equilibrio a solução fora da mb plasmatica
Hipotonica – [] de solutos é menor do que dentro da célula, a água move-se para dentro da célula. A maioria das bactérias vive em soluções hipotônicas e a parede celular resiste à osmose e protege as células da lise. Células com paredes celulares frágeis, como bactérias gram-negativas, podem estourar ou sofrer lise osmótica como resultado da ingestão excessiva de água
Hipertonica – [] de solutos maior fora da célula, a água tende a sair da célula. Ela pode encolher e colpasar (plasmólise)
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Processo ativo
Transporte ativo – usa energia (ATP) para mover íons, aa e açúcares contra o gradiente de concentração 
Depende de proteína transportadora
Permite que micróbios movam substâncias através da membrana plasmática 
Translocação de grupo – alteração química da substância durante a sua passagem pela membrana
Acúmulo de substâncias
Energia – fosfato de alta energia (ácido fosfoenolpirúvico – PEP)
Mesmo essas substancias podendo se mover por processo passivo, ele vai contra o gradiente de [], acumulando materiais necessários dentro da celula.
O transporte ativo permite que micróbios movam substâncias através da membrana plasmática a uma taxa constante, mesmo que estejam em falta.
Translocação – e uma vez a substancia dentro da celula, a mb fica impermeável a ela, ficando dentro da celula
Esse mecanismo importante permite que uma célula acumule váriassubstâncias, mesmo que elas estejam em baixas concentrações fora da célula. A translocação em grupo requer energia fornecida por compostos de fosfato de alta energia, como o ácido fosfoenolpirúrico (PEP).
Sistema fosfotransferase – grupo de 5 enzimas que usam o fosfato do PEP (intermediário da glicolise) e vão fosforilando e desfosforilando as enzs (cascata de eventos) até o fosfato chegar na glicose e fosforilar
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7d) Independentemente do mecanismo de transporte, os eventos reais de transporte são de três tipos
Uniporte - transporte de apenas uma substância de um lado para o outro
da membrana
Antiporte - transportam uma substância para dentro da célula e outra para fora, simultaneamente
Simporte – transportam uma molécula juntamente com uma segunda substância
Uniporters são proteínas que carregam uma substância unidirecional através da membrana, dentro ou fora. Os simpatizantes são cotransportadores; eles transportam uma molécula juntamente com uma segunda substância, tipicamente um próton. Os antiportadores são proteínas que transportam uma substância para dentro da célula enquanto simultaneamente transportam uma segunda substância para fora da célula.
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8) CITOPLASMA E SEUS COMPONENTES
Composto por 70-80% de água
Enzimas, carboidratos, ions inorgânicos, moléculas de baixo peso molecular
Procariotos – nucleóide (contém DNA), plasmídeo, ribossomos, citoesqueleto e grânulos/inclusões
O citoplasma é espesso, aquoso, semitransparente e elástico
O citoesqueleto procariótico assume papéis na divisão celular, mantendo a forma celular, o crescimento, o movimento do DNA, o direcionamento de proteínas e o alinhamento das organelas.
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8) CITOPLASMA E SEUS COMPONENTES
8a) NUCLEÓIDE
 - Cromossomo bacteriano - DNA circular dupla fita, ligado a membrana plasmática
8b) PLASMIDEOS
 - Moléculas extracromossômicas circulares de DNA. Se replicam junto ou separadamente com a célula hospedeira
 - Engenharia genética – técnica do DNA recombinante
Deinococcus radiodurans
O cromossomo bacteriano Não é envolto por membrana e não inclui histonas
Informações essenciais para a sobrevivência da célula
Plasmideo – encontrado em bacterias e alguns eucariotos. Não são indispensáveis para a célula, mas podem conferir-lhe vantagens seletivas: por exemplo, possui informação para degradação de certos substratos, resistência a um antibiótico ou a um metal pesado. Se replicam separadamente ou junto com a célula hospedeira, passando às células-filha.
Vários tipos e tamanhos
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8c) RIBOSSOMOS
 - Procariotos x Eucariotos
 - 2 subunidades
 - proteínas ribossomais e rRNA
 - Tradução: síntese de proteínas
 - Inibição da síntese por antibióticos (tetraciclina, cloranfenicol)
Os ribossomos bacterianos são compostos por 2 subunidades diferentes com coeficientes de sedimentacao de 30S e 50S e um coeficiente de sedimentacao combinado de 70S. Ambas as subunidades tem duzias de proteinas ribossomais e pelo menos uma molecula grande de rRNA. A subunidade maior tem 2 moléculas de rRNA (5S e 23S) e a menor tem 1 molécula de Rrna (16S)
Nos eucariotos, os ribossomos são maiores e mais complexos, 2 subunidades com coeficiente de sedimentação de 60S e 40S e um coeficiente de sedimentacao combinado de 80S. Ambas as subunidades tem duzias de proteinas ribossomais e pelo menos uma molecula grande de rRNA. A subunidade maior tem 3 moléculas de rRNA (5S e 28S e 5.8S) e a menor tem 1 molécula de Rrna (18S)
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8d) INCLUSÕES
 - Depósitos de reserva
 - Organelas fechadas por membranas
 - Complexos proteicos
Inclusões lipídicas - poli-β-hidroxibutirato (PHB) – propriedades físicas semelhantes ao plástico. Mycobacterium, Bacillus, Azotobacter
Grânulos metacromáticos/volutina – reserva de fosfato inorganico para sintese de ATP. Algas, fungos, bacteria. Corynebacterium diphtheriae
Grânulos de polissacarídeos – reserva de amido ou glicogênio
Uma das granulações mais comuns em procariotos é composta de poli-β-hidroxibutirato (PHB), um composto lipídico formado por subunidades de ácido β-hidroxibutírico unidas por ligações do tipo éster. Existe um considerável interesse na exploração comercial de PHB, pois suas propriedades físicas conferem-lhe uma consistência de plástico. A produção industrial deste polímero a partir de culturas de micro-organismos armazenadores pode gerar plásticos biodegradáveis.
Volutina – formado por células que crescem em ambiente rico em fosfato
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8d) INCLUSÕES
 Grânulos de enxofre – reservatório de energia para bactérias sulfurosas
Carboxissomo – inclusões que contém a enzima ribulose 1,5-difosfato carboxilase (rubisco). Bactérias fotossíntéticas
Vacúolos gasosos – cilindros ocos com gás cobertos por proteína, garante flutuabilidade de bactérias aquáticas
Magnetossomos – inclusões de óxido de ferro, agem como ímãs/bússola – orientam para locais com níveis de oxigênio favoráveis. Magnetospirillum magnetotacticum
Sulfurosas – bactérias que obtem energia da oxidação do enxofre ou compostos de enxofre
Gasosos - Cada vacúolo consiste em filas de várias vesículas individuais de gás, que são cilindros ocos cobertos por proteína. Os vacúolos gasosos mantêm a flutuabilidade para que as células possam permanecer na profundidade da água apropriada para receber quantidades suficientes de oxigênio, luz e nutrientes.
Magnetossomos - Sua função principal é orientar as células no campo magnético da Terra, algo como uma bússola. Acredita-se que os magnetossomas direcionam essas bactérias para locais com níveis de oxigênio favoráveis ou sedimentos ricos em nutrientes. Acredita-se que sirva para proteger a célula do acúmulo de peroxido de hidrogenio.
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Magnetospirillum magnetotacticum
Magnetosomo - Aquaspirillum
Grânulo de enxofre - Isochromatium buderi
Vacúolos gasosos - Microcystis
8e) CITOESQUELETO
Polímeros de proteínas que ajudam a definir a forma da célula e auxiliam nos processos de divisão celular
Filamentos homólogos aos dos eucariotos
Actinas e tubulinas bacterianas – mais diversas tanto na forma como se organizam quanto nas funções que desempenham
Polímeros de proteína que percorrem toda a célula desempenham um papel crucial na definição da forma da célula, além de ajudar nos processos de divisão celular, particionamento de estruturas celulares como DNA e microcompartimentos e motilidade celular.
que as bactérias contêm homólogos de todos os três filamentos eucarióticos do citoesqueleto. Além disso, as actinas e tubulinas bacterianas são mais diversas que suas versões eucarióticas, tanto nos tipos de montagens que formam quanto nas funções que desempenham. (podem se polimerizar em filamentos e organizar como um anel ajudando na divisão celular
feito de filamentos de actina que se enrolam dentro do corpo da célula e ajudam a manter sua forma durante o aumento da célula
Compartimentalização de plasmídeo durante a divisão celular. Dirige a correta invaginação das mbs das organelas durante a divisão
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	8f) ENDOSPOROS
Estruturas formadas pelas células para suportar condições de crescimento desfavoráveis 
No ambiente são resistentes ao calor, falta de água, compostos químicos e radiação
Facilmente dispersos pelo vento e água
Gram positivas (Bacillus, Clostridium)
Formação do endosporo - ESPORULAÇÃO
Falta de nutrientes, altas temperaturas, baixa umidade...
The Impact of Endospores
Although the majority of spore-forming bacteria are relatively harmless, several bacterial pathogens are sporeformers. In fact, some aspects of the diseases they cause are related to the persistence and resistance of their spores. Spores of Bacillus anthracis, the agent of anthrax, are classified as a high-level bioterrorism agent. The genus Clostridium includes even more pathogens, including C. tetani, the cause of tetanus (lockjaw), and C. perfringens, the cause
of gas gangrene. When the spores of these species are embedded in a wound that contains dead tissue, they can germinate, grow, and release potent toxins. Another toxin-forming species, C. botulinum, is the agent of botulism, adeadly form of food poisoning. These diseases are discussed further in chapter 19. Because they inhabit the soil and dust, endospores are a constant intruder where sterility and cleanliness are important. They resist ordinary cleaning methods that use boiling water, soaps, and disinfectants, and they frequently contaminate cultures and media. Hospitals and clinics must take precautions to guard against the potential harmful effects of endospores in wounds. Endospore destruction is a particular concern of the food-canning industry. Several endospore-forming species cause food spoilage or poisoning. Ordinary boiling (100°C) will usually not destroy such spores, so canning is carried out in pressurized steam at 120°C for 20 to 30 minutes. Such rigorous conditions will ensure that the food is sterile and free from viable bacteria.
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1) Septo do esporo começa a isolar o DNA recém replicado e uma porção do citoplasma
2) A mb plasmática começa a circundar o DNA, o citoplasma e a mb isolados na etapa 1.
3) O septo do esporo circunda a porção isolada do pré-esporo em formação
4) A camada de peptideoglicano se forma entre as duas membranas
5) Formação da capa do esporo
6) Endosporo liberado da célula
ESPORULAÇÃO
No primeiro estágio observável de esporulação, um cromossomo bacteriano recém-replicado e uma pequena porção do citoplasma são isolados por um crescimento da membrana plasmática chamado septo do esporo. O septo do esporo torna-se uma membrana de dupla camada que envolve o cromossomo e o citoplasma. Essa estrutura, inteiramente fechada dentro da célula original, é chamada de forespore. Camadas grossas de peptidoglicano são colocadas entre as duas camadas da membrana. Em seguida, uma camada espessa de proteína se forma ao redor da membrana externa; Este revestimento é responsável pela resistência dos endosporos a muitos produtos químicos agressivos. A célula original é degradada e o endosporo é liberado.
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8f) ENDOSPOROS
Alta concentração de ácido dipicolínico (Ca+2)
Núcleo – DNA, pequenas quantidade de RNA, ribossomos, enzimas e pequenas moléculas
Dependendo da espécie a localização do endosporo diverge
Terminal
Subterminal
Central
Podem ficar dormente por anos e voltam ao estado vegetativo através da GERMINAÇÃO
Ácido ajuda a desidratar o esporo pois se liga a moléculas de água, ajuda a proteger o DNA do endosporo de danos
O núcleo endósporo altamente desidratado contém apenas DNA, pequenas quantidades de RNA, ribossomos, enzimas e algumas moléculas pequenas importantes
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GERMINAÇÃO
Ativação – altas temperaturas
Germinação – perda de resistência ao calor, recebem nutrientes
Crescimento – aumento de tamanho pela absorção de água e síntese de moléculas
A ativação ocorre quando os endosporos são aquecidos por vários minutos a uma temperatura elevada, mas subletal. Os endosporos activados são então condicionados para germinar quando fornecidos com certos nutrientes, tais como certos aminoácidos. A germinação, tipicamente um processo rápido (na ordem dos minutos), envolve perda de refratilidade do endosporo, aumento da capacidade de ser corado pelos corantes e perda de resistência ao calor e produtos químicos. A fase final, conseqüência, envolve o inchamento visível devido à absorção de água e síntese de RNA, proteínas e DNA. A célula vegetativa emerge do endósporo quebrado e começa a crescer, permanecendo em crescimento vegetativo até que os sinais ambientais mais uma vez desencadeiem a esporulação
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Este processo não aumenta o número de células. Os endosporos bacterianos diferem dos esporos formados por actinomicetos (procarioticos) e os fungos e algas eucarioticos, que se separam do progenitor e se desenvolvem em outro organismo e, portanto, representam a reprodução.
Enquanto a maioria das células vegetativas são mortas por temperaturas acima de 70 °C, os endosporos podem sobreviver em água fervente por várias horas ou mais.
Diversidade da formação de endosporos – anaeróbios, aeróbios, fototróficos e quimiotróficos.
As fisiologias das bactérias formadoras de endósporos são altamente diversificadas e incluem anaeróbios, aeróbios, fototróficos e quimiolitotróficos. À luz dessa diversidade fisiológica, os gatilhos reais para a formação de endósporos podem variar com diferentes espécies e podem incluir outros sinais além da simples inanição de nutrientes, o principal fator desencadeador da formação de endósporos em Bacillus.
Este processo não aumenta o número de células. Os endosporos bacterianos diferem dos esporos formados por actinomicetos (procariicos) e os fungos e algas eucariicos, que se separam do progenitor e se desenvolvem em outro organismo e, portanto, representam a reproduo.
Enquanto a maioria das células vegetativas são mortas por temperaturas acima de 70 ° C, os endosporos podem sobreviver em água fervente por várias horas ou mais. Bactérias termofilicas podem ser um problema para a industria alimenticia pois mesmo após o processamento os esporos não morrem e se houver condições de crescimento algumas espécies podem produzir toxinas ou causar doenças
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Coxiella burnetii – parasita de carrapatos – infecta gado, cabras, ovelhas – disseminação por fezes, leite e urina – transmissão por aerossol
Coxiella burnetii
Q FEVER
Reconhecida pela 1ª vez na Austrália durante a década de 1930
Trabalhadores de uma indústria de processamento de carne
Sintomas de gripe com febre durando de 7-10 dias com sudorese excessiva
A infecção pode ocorrer através de abrasões na pele, respingos de material infectado no olho, ingestão de leite não pasteurizado, inalação de aerossóis
Começaram a apresentar sintomas parecidos com os da gripe
Bactéria gram negativa que tinha capacidade de formar endosporos
C. burnetii é um parasita de vários artrópodes, especialmente carrapatos, e é transmitido entre animais por picadas de carrapatos. Os animais infectados incluem gado, cabras e ovelhas, bem como a maioria dos animais domésticos mamíferos. Nos animais, a infecção é geralmente subclínica. Carrapatos de gado disseminam a doença entre os rebanhos leiteiros, e os micróbios são expelidos nas fezes, no leite e na urina de bovinos infectados. Uma vez estabelecida a doença em um rebanho, ela é mantida pela transmissão por aerossol. A doença é transmitida aos seres humanos pela ingestão de leite não pasteurizado e pela inalação de aerossóis de micróbios gerados em celeiros de leite, especialmente no momento do parto, a partir de material placentário, que contém cerca de um bilhão de bactérias por grama.
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