Ultraestrutura da célula procariótica

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Ultraestrutura da célula 
procariótica
Profa. Patricia Dalzoto
DPAT - UFPR
https://www.dreamstime.com/stock-illustration-bacteria-cell-anatomy-
medical-illustration-image83999582
Glicocálice
• Camada limosa (Slime layers)
• Cápsula
• Polissacarídeos 
• Proteínas
Biofilmes
https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjS_5OyyNPSAhUEkZAKHRF2AnAQjRwIBw&url=http%3A%2F%2Fpatologiaemac
ao.blogspot.com%2F2010%2F05%2Fbiofilmes.html&psig=AFQjCNFsXhgT7U5DsklWdvlm7VORq1ti1Q&ust=1489497399159075
https://i2.wp.com/www.euquerobiologia.com.br/site/wp-content/uploads/2015/12/Biofilmes-bacterianos-caracter%C3%ADsticas-e-
import%C3%A2ncia-2.jpg?fit=811%2C326
Flagelos
Flagelos
Flagelos
Fímprias e pili
Fímbrias
• Adesão
• Salmonella
• Neisseria gonorrhoeae
• Bordetella pertusis
Fímbrias
Pili
• Mais longos que as fímbrias
• Menos numerosos
• Ponte citoplasmática - conjugação
• Adesão de patógenos específicos
• Neisseria
• Streptococcus pyogenes
Parede celular
Peptideoglicano
Peptideoglicano
Gram-positiva
Gram-positiva
Gram-positiva
90% peptideoglicano
Ácidos teicóicos
Polímeros de glicerol ou ribitol
Ácidos lipoteicóicos
Estabilidade e passagem de íons pela parede.
Bactérias gram-positivas 
importantes
Staphylococcus spp.
Staphylococcus aureus
• Pele e nasofaringe
• Fatores de virulência – exotoxinas – hemolisinas, leucocidinas, 
enterotoxina, toxina esfoliativa, toxina do choque tóxico
• Fatores de virulência – enzimas – coagulase, hialuronidase, lipases
Streptococcus spp.
Streptococcus pyogenes
• Pele, faringe
• Enzimas – estreptoquinase, hialuronidase, DNAse
• Toxinas – estreptolisinas, toxina piogênica, superantigenos
Streptococcus pneumoniae
Exotoxinas
Modificam, por ação enzimática, ou destroem certas estruturas
celulares.
Efeitos agudos graves.
Exemplos: botulismo, tétano, antrax, cólera e difteria.
Se o hospedeiro sobreviver à infecção aguda, anticorpos
neutralizadores (anti-toxinas) são frequentemente liberados e
neutralizam o efeito da exotoxina.
Clostridium botulinum
CAVALLINI JAMES / BSIP / SCIENCE PHOTO LIBRARY
https://www.sciencephoto.com/contributor/bsi/
Botulismo
https://static.todamateria.com.br/upload/58/6d/586d2f67e89e0-botulismo.jpg
http://www.austingraces.com/files/8114/2141/6117/Botox.jpg
Clostridium tetani
CAVALLINI JAMES / BSIP / SCIENCE PHOTO LIBRARY
https://www.sciencephoto.com/contributor/bsi/
Tétano
• Opistótono tetanis
http://www.vacinas.org.br/novo/imagens/ttfig_21.jpeg
http://www.medicinapratica.com.br/wp-content/uploads/2011/07/images4.jpeg
Gram-negativa
Gram-negativa
• Peptiodeoglicano
• Espaço periplasmático – enzimas e proteínas de transporte
• Membrana externa – carregada negativamente; evasão sistema 
imune do hospedeiro; propriedades patogênicas; barreira seletiva
• LPS
• Lipoproteínas
• Porinas
Lipopolissacarídeo - LPS
Endotoxinas
•São liberadas em pequenas quantidades pelas bactérias gram-
negativas ou quando as bactérias são destruídas pelo sistema imune 
do hospedeiro.
•Incitadores de inflamação não específicos.
•Ativam células do sistema imune.
•Diminuem as moléculas que atuam na coagulação sanguínea.
•Aumentam permeabilidade dos tecidos – edema, vasodilatação e 
hipotensão.
•Choque séptico: colapso circulatório por hipotensão, coagulação 
intravascular disseminada e febre.
Enterobactérias
Coloração de Gram
Hans Christian Gram - 1884
Gram-positivas
Violeta de 
Genciana
Lugol
Fucsina 
de Gram
Álcool 
95%
https://kasvi.com.br/bacteria-gram-positiva-gram-negativa/
https://kasvi.com.br/bacteria-gram-positiva-gram-negativa/
Exemplos de bactérias gram-positivas
• Bacillus, Nocardia, Clostridium, Propionibacterium, Actinomyces, 
Enterococcus, Cornyebacterium, Listria, Lactobacillus, Gardnerella, 
Mycoplasma, Staphylococcus, Streptomyces, Streptococcus.
Gram-negativas
Violeta de 
Genciana
Lugol
Álcool 
95% Fucsina 
de Gram
https://kasvi.com.br/bacteria-gram-positiva-gram-negativa/
https://kasvi.com.br/bacteria-gram-positiva-gram-negativa/
Exemplos de bactérias gram-negativas
• Escherichia, Helicobcater, Hemophilus, Neisseria, Klebsiella, 
Enterobacter, Chlamydia, Pseudomonas, Salmonella, Shigella.
http://pathmicro.med.sc.edu/fox/gram-st.jpg
Coloração de Gram
Micobactérias
Mycobacterium leprae
Molicutes (micoplasma)
• 0,2 uM
• Ausência de parede celular
• Metabolismo reduzido
• Patógenos oportunistas
• Pneumonia
Chlamydia
• Parasitas intracelulares obrigatórios
• DST
• Chlamydia trachomatis
• Membrana externa semelhante às gram-negativas
• Parede celular com PG
Ricketsia
• 0,1 a 0,3 uM
• Parasitas intracelulares obrigatórios
• Febre maculosa (carrapato)
• Tifo
• Não se coram pelo Gram
Archaea
• Parede celular de pseudo mureína.
• Sem LAM – ácido N-acetil murâmico.
Membrana celular
Funções da membrana
Mesossomos?
http://community.fansshare.com/pic15/w/hopanoids/1200/9513_mesosome.jpg
Mesossomo
• Estrutura membranosa
• Dogma – artefato de preparação para microscopia
• Causados por danos sofridos pela célula?
• Produção endógena de peróxido de hidrogênio (2014)
Cromossomo bacteriano
Plasmídeos
Ribossomos
Inclusões
Endosporos
Endosporos
• Bacillus
• Clostridium
Endosporos
Exosporo
• Camada mais externa.
• Membrana lipoprotéica com poucos carboidratos.
Capa do Endosporo
• Uma série de camadas de diferentes morfologias, que protegem o 
endósporo contra substâncias tóxicas e choques mecânicos.
• Contém aproximadamente 20 proteínas diferentes.
• Proteínas tipo queratina, com muitas ligações dissulfato.
Cortex do endosporo
• O córtex envolve o cerne do esporo.
• Composto de peptideoglicano, com estrutura diferente da parede da 
célula vegetativa.
• É importante para manter a desidratação do cerne do esporo, o que 
aumenta sua resistência ao calor.
Parede do cerne do endosporo
• Parede com composição diferente do córtex, similar à parede da 
célula vegetativa.
• No ínicio da germinação do esporo, a primeira camada degradada é o 
córtex.
• A parede do cerne não é degradada e permite a formação de novas 
moléculas que estarão na célula vegetativa.
• Ácidos teitóicos não estão presentes no endosporo.
Cerne do esporo
• Contém o nucleóide, citoplasma e membrana celular.
• Contém concentrações mínimas de proteínas essenciais e 
ribossomos.
• Conteúdo de água é 1/3 da célula vegetativa.
• Alta concentração de ácido dipicolínico e cálcio, que formam o 
dipicolinato de cálcio, responsável pela manutenção da desidratação 
e resistência ao calor.
• pH do endósporo – 6,5
• pH da célula vegetativa – 7,5
Endosporos
Ácido dipicolínico + Cálcio
• Ausente na célula vegetativa
• Endosporo
• 10% de ácido dipicolínico e cálcio
• Dipicolinato de cálcio
• Liga-se a água livre, desidratando o endósporo
• Intercala-se ao DNA, estabilizando a molécula contra a desnaturação pelo 
calor
Cerne do endosporo
• Nucleóide altamente condensado e ligado às proteínas SASP – Small 
acid soluble protein (pequenas proteínas ácidas).
• SASPs (Small acid soluble proteins) – protegem o DNA de danos pela 
radiação UV, desidratação e calor seco.
Esporulação
• Mais de 200 genes envolvidos na esporulação.
• Genes ativados por diferentes condições ambientais.
• A esporulação é um processo altamente controlado, com mecanismos 
de “checkpoint” para garantir que a esporulação inicie apenas em 
condições em que a célula seja capaz de duplicar fielmente seu 
cromossomo.
Esporulação
• Inicia a partir de sinais químicos, falta de nutrientes, alta densidade 
de células e ausência de danos no DNA.
Endosporos
Endosporos
Citoesqueleto
 Em eucariotos é composto por três tipos principais de filamentos e cada um 
possui características únicas que os diferenciam uns dos outros. 
Citoesqueleto bacteriano• Moléculas homólogas às dos eucariotos.
• Funções diferentes.
Tubulinas Bacterianas
FTz - tubulina
TubZ
• Fixação de plasmídeo na célula
Actinas Bacterianas
MreB - actina
MreB-GFP in B Subtilis 
Confocal imaging
Garner et al Science 333:222
Síntese de parede celular
Crescentina
Filamentos Intermediários Bacterianos
• Na ausência de
crescentina, as
células
apresentam-se
em forma de
bastão, mas
ainda são
viáveis.