Aula3microimuno_Morfologiabacteriana_AlinePitt

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Morfologia e estruturas bacterianas
Como a diferenciação de bactérias em gram positivas e gram negativas podem contribuir para direcionar o tratamento de uma infecção bacteriana?
-O que são as bactérias?
-Por que devemos estudar as bactérias?
-Quais são as características de uma célula procariota?
-Todas as bactérias tem o mesmo tamanho?
-Qual é a morfologia das bactérias?
-Como elas se locomovem?
Morfologia da célula bacteriana
Procarioto
Eucarioto
DNA = cromossomo circular não envolvido por membrana
DNA não associado a histonas
Não possuem organelas revestidas por membranas
Parede celular = peptideoglicana
Reprodução: Fissão binária
DNA = separado do citoplasma por membrana nuclear, associado a proteínas(histonas e não-histonas)
Organelas revestidas por membranas: mitocôndrias, RE, CG, lisossomos(vegetais: cloroplastos)
Parede celular quimicamente simples presente apenas nos vegetais: celulose
Reprodução: mitose –fuso mitótico organizado por centríolos
CÉLULA PROCARÓTICA VS. CÉLULA EUCARIÓTICA
Morfologia = forma celular
BACTÉRIAS
São células procariontes, constituindo os menores seres vivos e os mais simples estruturalmente, embora complexos e diversificados do ponto de vista bioquímico e metabólico.
BACTÉRIAS
Tamanho
FORMA E ARRANJO
Cocos, bacilos e espiral
FORMA E ARRANJO
Cocos (formas esféricas): são redondos ou ovais, homogêneo em relação a tamanho, sendo células menores (0,8 a 1,0 µm). 
Diplococos – aos pares
 Estreptococos - cadeia
 Estafilococos - cachos
Sarcina – grupos cúbicos
FORMA E ARRANJO
Bacilos ou bastonetes
FORMA E ARRANJO
FORMA E ARRANJO
Bacilos ou bastonetes
FORMA E ARRANJO
Bacilos ou bastonetes
FORMA E ARRANJO
Espirilos e espiroquetas
CITOLOGIA
Espirilos e espiroquetas
CITOLOGIA
Vibrião – Espirilos curtos, com forma de vírgula.
Corynebacterium diphtheriae
Forma da bactéria é determinada por hereditariedade
Maioria = monomórfica  alterações do meio podem levar a mudança na forma (dificulta identificação
Pleomórficas (Rhizobium e Corynebacterium)
CITOLOGIA
Tamanho	das bactérias
As bactérias podem variar desde 0,2 μM até 700 μM
Membrana plasmática e sua função em bactérias
ESTRUTURAS BACTERIANA
-MEMBRANA PLASMÁTICA -
Composição: fosfolipídeos (sem esteróis ou carboidratos  diferente da eucariótica) exceção: Mycoplasma
Menos rígida
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
Separa o meio interno (citoplasma) do externo
Bicamada lipídica e proteínas imersas 
Manutenção da integridade celular
Não apresentar esteróis em sua composição
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
Funções:
Permeabilidade seletiva
Produção de energia por transporte de elétrons
Biossíntese
Secreção de enzimas hidrolíticas
Mesossomos – Auxílio na divisão celular
Função da membrana plasmática em bactérias
-âncora para proteínas
-Sistema de transporte
Transporte simples Translocação de grupos Transporte ABC
Difusão simples 
Difusão facilitada
Transporte ativo
Osmose
Por que as bactérias precisam de uma parede celular?
-Alta concentração de solutos
-definição de forma
-rigidez
Parede celular dos procariotos
Composição: rede molecular peptideoglicano: NAG e NAM ligados um ao outro e formando uma fileira de dissacarídeos repetidos.
Gram + (azul violeta)= ácidos teicóicos muitas camadas de peptideoglicano
Gram – (vermelho ou rosa) = não possuem ácidos teicóicos, possuem uma ou poucas camadas de peptideoglicano, além de possuírem a camada de lipopolissacarídeo (LPS) e o periplasma.
ESTRUTURAS EXTERNAS
-PAREDE CELULAR -
Composta por uma rede macromolecular de peptideoglicano, cuja parte sacarídica é constituída de dois, N-acetilglicosamina(NAG) e N-acetilmurâmico (NAM), ligados um ao outro e formando uma fileira de dissacarídeos repetidos. As fileiras adjacentes são ligadas por polipeptídeos e esses polipeptídeos, ainda, podem estar ligados a uma ponte interpeptídica em algumas espécies.
As Gram positivas possuem ácidos teicóicos e muitas camadas de peptideoglicano, enquanto as Gram negativas não possuem ácidos teicóicos, possuem uma ou poucas camadas de peptideoglicano, além de possuírem a camada de lipopolissacarídeo (LPS) e o periplasma.
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PAREDE CELULAR
Camada rígida
Peptideoglicano 
Polissacarídeos – N-acetilglicosamina e ácido N-acetilmuramico
Alguns aminoácidos
Devido as propriedades da parede celular, as bactérias podem ser divididas em dois grandes grupos: GRAM POSITIVAS e GRAM NEGATIVAS, de acordo com a sua resposta à coloração de GRAM.
As bactérias podem ser dividas em dois grupos baseado na composição das suas paredes
-Gram positivas
- Gram negativas
A coloração Gram foi desenvolvida pelo fisiologista dinamarquês, Hans Christian Gram, enquanto trabalhava em Berlim em 1883. Ele publicou o processo em 1884. Seu primeiro estudo foi com tecido pulmonar de pacientes que tinham morrido com pneumonia
Ingredientes da coloração de Gram
Princípio da coloração de Gram
COLORAÇÃO DIFERENCIAL- GRAM
Diferenças na estrutura da parede celular das
bactérias Gram (+) e Gram (-)
Camada de peptideoglicano
Cristal Violeta (CV)
Iodo
Mordente: Aumentam afinidade, espessamento
Complexo Cristal Violeta- Iodo (Lugol)- CVI
Características tintoriais
COLORAÇÃO DE GRAM
Álcool
–Rompe a camada lipopolissacarídica
–G(-) não retém	CVI
Contracoradas
–Fucsina
–Vermelhas
Características tintoriais
Gram Positivos X Gram negativos
Gram +
–Mais espessa e rígida
–relativamente simples
–Ausência de membrana externa
Presença de proteínas, lipídeos e ácido teicóico
Gram –
–Menos espessa, mais complexa
–Membrana externa
Barreira seletiva
Efeito tóxico
Composição: fosfolipídios, lipoproteínas, lipopolissacarídeos (LPSs)
CITOLOGIA
PAREDE CELULAR
GRAM +
GRAM -
CITOLOGIA
PAREDE CELULAR
GRAM + - Várias camadas de peptidioglicano (70-75%)
Presença de ácidos teicóicos ou ácidos lipoteicócicos.
CITOLOGIA
PAREDE CELULAR
GRAM - - Parede celular mais complexa
A quantidade de peptidioglicano é menor
Espaço periplasmático – Separa a membrana celular da membrana externa
São mais susceptíveis à ruptura
MEMBRANA EXTERNA: bicamada lipídica
Bactérias Gram negativas – a membrana externa ou camada de lipopolissacarídeo
CITOLOGIA
PAREDE CELULAR
Presença de LPS na membrana externa das bactérias GRAM - .
Responsável por características antigênicas
Química do lipopolissacarídeo
Periplasma e porinas
Enzimas presentes no periplasma
-enzimas hidrolíticas
-proteínas ligadoras
-quimioreceptores
Porinas
CITOLOGIA
PAREDE CELULAR
GRAM - 
CITOLOGIA
PAREDE CELULAR
A presença da membrana externa das bactérias GRAM - auxilia:
Evasão à ação das células fagocitárias;
Barreira hidrofóbica adicional para penetração de substâncias como antibióticos.
CITOLOGIA
GRAM POSITIVA
CITOLOGIA
GRAM NEGATIVA
O Peptidoglicano
NAM = N-acetilmurâmico
NAG = N-acetilglucosamina
Ligações tipo β-1,4
Peptidoglicano de Gram Positivos – S. aureus
Peptidoglicano de Gram
Negativos – E. coli
Peptidoglicano – ação da lisozima
Fleming  penicilina
Qual a função do lipopolissacarídeo?
Salmonella, Shigella e Escherichia
Apresentam a membrana externa tóxica principalmente pela presença do LPS, associada ao Lipídeo A = termo referido como endotoxina
A parede celular Gram positiva – ácido teicóicos
Ácidos teicóicos
-Compostos por glicerol-fosfato ou ribitol-
fosfato
-São covalentes ligados ao ácido murâmico do peptidoglicano
-São estruturas eletronegativamente
carregadas
-Tem a função de aumentar a rigidez e ligar
íons de cálcio e magnésio
-Podem ser covalentemente ligados a lipídeos da membrana e são chamados assim de ácido lipoteicóicos
Células que não tem paredes celulares - Micoplasmas
Como elas podem sobreviver sem a parede celular?
-Vivem em ambientes osmoticamente protegidos
-presença de esteróides na membrana
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
-GLICOCÁLICE-
Glicocálice = revestimentode açúcar, é um polímero viscoso e gelatinoso
Polissacarídeo
Polipeptídio
Ambos
Composição química varia de uma célula para outra
Estruturas da superfície celular e inclusões
Glicocálise: Cápsula e Camada viscosa
- Composição:
Glicocálise = revestimento de açúcar
-Polissacarídeo , polipeptídeo ou ambos
-Função
Virulência e evasão do sistema imune Componente do biofilme = placa bacteriana Substância polimérica extracelular (SPE) Fixação em superfícies
Fonte de nutrição = exemplo S. mutans
Flagelo e locomoção
O flagelo permite o movimento da bactéria por natação através de rotação e
podem ser de vários tipos:
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
-FLAGELO-
Longos apêndices filamentosos que propelem as bactérias = movimento
Composto de 3 partes: filamento (flagelina, proteína tubular, formam hélice em torno de um centro oco) + alça + corpo basal (ancora o flagelo à MP)
Corpo basal = haste inserida em uma série de anéis
Gram -  2 pares de anéis, um externo ancorado a várias porções da parede celular e 1 interno ancorado à MP.
Gram +  somente par interno
Monotríquio = 1 único flagelo polar
Anfitríquio = um tufo de flagelos em cada extremidade da célula
Lofotríquio = dois ou mais flagelos em um pólo da célula
Peritríquio = flagelos distribuídos por toda a célula
Bactérias com flagelos móveis = movimento
Cada flagelo  rotor que rota sobre o corpo basal no sentido horário e anti-horário = sentido do movimento
À medida que os flagelos rotam  feixe que empurra o líquido circundante e propele a bactéria
Depende de geração contínua de energia pela célula
Diferentes padrões de motilidade = altera velocidade e direção
Corridas = nado + desvios
Taxia + e -  mensagem enviada aos flagelos (ex :quimiotaxia, fototaxia)
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
-FILAMENTOS AXIAIS-
Exclusivos das espiroquetas  conferem mobilidade exclusiva( Treponema pallidum, Borrelia burgdorferi)
Feixes de fibrilas que se originam nas extremidades da célula sob uma bainha externa e fazem espiral em torno da célula
Rotação dos filamentos produz um movimento na bainha externa que impulsiona as bactérias em forma de espiral)
Permite que essas bactérias se movam efetivamente pelos fluidos corporais
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
-FIMBRIAS -
Grans –
proteina denominada pilina, distribuída de modo helicoidal em torno de um eixo central
apêndices semelhantes a pelos que são mais curtos, retos e finos que os flagelos usados para fixação
Polos ou distribuídos em toda a superfície
 aderência  biofilmes
Virulência  ex: N. gonorrhoeae, auxiliar a colonizar mucosas  apenas cepas com fímbria causam doença
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
-PILI -
Grans –
proteina denominada pilina, distribuída de modo helicoidal em torno de um eixo central, mais longos
Apenas 1 ou 2 por célula
Mobilidade por translocação (Pseudomonas
aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae e algumas linhas de E. coli.) 
Mobilidade por deslizamento(ambientes com baixo conteudo de agua biofilmes e o solo.)
Conjugação bacteriana  pili sexuais (novas funções à molécula receptora)
NUCLEÓIDE
DNA Bacteriano
Dupla hélice circular
 DNA circular menor que o cromossomo
Autoduplicação independente da replicação cromossômica
PLASMÍDIO
RIBOSSOMOS
Síntese proteíca
CS: 70S (30S e 40 S)
 Grânulos – Reserva de substâncias
Vacuólos – Procariótos que flutuam em lagos ou mares
GRÂNULOS E VACUÓLOS
ENDÓSPOROS
Formado por algumas bactérias GRAM positivas
Gênero Bacillus e Clostridium
 Resposta à uma condição desfavorável do meio ambiente
Processo de formação de esporos: Esporogênese
Células diferenciadas – altamente resistentes ao calor, agentes químicos e radiação
Estrutura de sobrevivência
Forma de dispersão
ENDÓSPOROS
Endósporos
São estruturas formadas durante o processo de esporulação
São células especializadas altamente resistentes ao calor, dessecação, produtos
químicos e radiação
Pode se dizer que as bactérias podem ter um ciclo de vida:
Célula vegetativa	endósporos	célula vegetativa Podem ser dispersas pelo vento, água e geralmente são
encontradas no solo
Endósporos
-são estruturas comuns em bactérias Gram positivas dos gêneros Bacillus e Clostridium
A bactéria Gram negativa Coxiella burnetti também foram estruturas semelhantes a endósporos
Estrutura dos endósporos
- O cerne do endósporo é altamente desidratado e dormente
-Rico em ácido dipicolínico e cálcio = cuja
função é auxiliar na germinição
-Rico em SASP (small acid-soluble proteins) = proteger o DNA e reserva de energia
Variação na morfologia dos endosporos