Citologia Bacteriana

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Citologia Bacteriana 
Objetivos: 
1. Conceituar 
2. Descrever a célula bacteriana (estruturas essenciais e acessórias) 
3. Descrever as estruturas e função das mesmas para funcionalidade celular 
4. Descrever morfologia e arranjo celulares bacterianos 
 
Conceito: 
As bactérias: 
 São microrganismos unicelulares que apresentam morfologia de acordo com a composição da 
parede celular em forma de cocos, bacilos, espiralados, estrelares e quadrados. 
 São unidades autônomas de matéria viva. 
 Reproduzem-se de forma organizada e através da molécula de DNA (genoma) adquirem suas 
características genéticas. 
 
Principais diferenças entre células eucarióticas e procarióticas: 
As células eucarióticas têm estruturas que as procarióticas não possuem: aparelho de golgi, membrana 
nuclear que divide o núcleo do citoplasma. 
A célula procarionte possui nucleoide, que está disperso no citoplasma e contêm o DNA e um 
cromossomo que não possui a divisão principal entre o citoplasma. 
 
Filogenia microbiana: 
Com base na filogenia do RNA 165, Woese estabeleceu que existem três tipos de organismos celulares: 
Bacteria, Archea e Eurakya. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Citologia Bacteriana: 
 
A bactéria tem estruturas que são 
extra parede celular. Essa parede 
celular contorna toda a bactéria. 
A membrana plasmática contorna 
todo o citoplasma. Existem 
estruturas que estão acima da 
parede celular: flagelos (filamentos 
longos), fímbrias (filamentos 
curtos), pilus (fenda sexual). 
Dentro do citoplasma, abaixo da 
parede celular, tem a membrana 
plasmática e estruturas que estão 
dispersas dentro do citoplasma. 
A bactéria tem seu nucleoide, que 
contem o DNA. 
Tem plasmídeos, que são fitas de 
DNA circulares extracromossomal. 
Tem ribossomos. 
Tem grans de inclusão. 
Tem esporos. 
 
As bactérias são caracterizadas morfologicamente pelo seu tamanho, forma e arranjo. 
 
Tamanho: 
 Variam de 0,3 por 0,8 µm até 10 por 25 µm. 
 As espécies de maior interesse médico medem entre 0,5 e 1,0µm por 2 a 5 µm. 
 
Forma: 
 Arredondadas: cocos 
 Alongadas: bacilos/bastonetes 
 Espiraladas/helicoidais: espirilo, vibrião, espiroqueta 
 Formas quadradas 
 Formas estreladas 
 Também ser pleomórficas, mudando sua morfologia 
 
Morfologia e arranjo celular cocos: 
 
a) estreptococos (colar) 
b) diplococos (pares) 
c) tetracocos (4) 
d) sarcinas (8) 
e) estafilococos (cachos de uva) 
 
Quando uma bactéria se divide, suas células se agrupam, 
formando os arranjos celulares. 
 
 
 
 
 
 
Morfologia e arranjo dos bacilos: 
 
 
 
Citologia Bacteriana: 
Estruturas essenciais: 
 Parede celular 
 Membrana celular 
 Mesossomos 
 Ribossomos 
 Cromossomo 
Estruturas acessórias: 
 Cápsula 
 Camada limosa 
 Flagelo 
 Pili ou fímbria 
 Esporos 
 Granulos de reserva 
 Plasmídios 
 
Parede celular: 
 Estrutura bacteriana essencial. 
 Dá rigidez a célula bacteriana. 
 Reveste toda a membrana citoplasmática. 
 Dá uma característica de permeabilidade à célula. 
 Define a morfologia celular. 
 Composição química: polissacarídeos -> peptídeoglicano (o ácido N-acetilmurâmico e a N-
acetilglucosamina). 
 
 
Esses dois peptídeos vão se intercalando, formando a parede celular. Existem bactérias com várias 
camadas de peptideoglicanos e outras tem poucas camadas de peptideoglicanos. 
Existem bactérias com os radicais verticais que se intercalam com os peptideoglicanos, que são os D-
alamina, que também vai formar diferentes tipos de parede celular. 
Os peptideoglicanos são sintetizados na membrana citoplasmática, com a ajuda de enzimas chamadas 
transpeptidases. 
 
 
Gram positivas Gram negativas 
Peptideoglicana 15 a 50% do peso seco da célula Peptideoglicana ± 5% do peso seco da célula 
Ácidos teicóicos de parede Fosfolipídeos 
Ácidos lipoteicóicos Lipopolissacarídeos 
 Lipoproteínas 
 
Parede celular das bactérias gram positivas: 
 Muitas camadas de peptideoglicanos (cerca de 90% da parede). 
 Ácido teicoico (polissacarídeo ácido com resíduo de glicerol fosfato ou ribitol fosfato). 
 Tanto o ácido teicoico quanto o ácido lipoteicoico possuem resíduo de glicerol fosfato, porem o 
 lipoteicoico também possui lipídeos. O lipoteicoico penetra até a membrana citoplasmática. O ácido 
teicoico vai até metade da parede celular. 
 O ácido teicoico oferece variabilidade genética à bactéria. 
 
 Parede celular das bactérias gram 
negativas: 
Membrana externa: 
 Acima do peptideoglicano. 
 Contém fosfolipídeos, lipoproteínas, 
proteínas e lipopolissacarídeos. 
 Corresponde a uma segunda bicamada 
lipídica, semelhante à membrana 
plasmática. 
 Substâncias penetram pela parede 
celular através das porinas, que são 
canais. 
 O lipopolissacarídeo vai fornecer à bactéria uma variabilidade genética e faz com que a bactéria 
resista aos sais biliares, por isso que o intestino é repleto de bactérias gram negativas. 
 O lipídio A é uma estrutura patogênica. Quando a bactéria é destruída ou se reproduz, libera esse 
lipídio A na corrente sanguínea do individuo. O lipídio A está relacionado à sepse bacteriana. Ele é 
envolvido pelos macrófagos, e a partir disso o individuo começa a liberar substâncias inflamatórias 
que vai desencadear o choque séptico bacteriana. 
 
 
 
Funções da parede celular: 
 Rigidez 
 Proteção osmótica 
 Proteção mecânica 
 Molde a sua própria síntese 
 Permeabilidade do tipo peneira 
 Possui receptores para fagos 
 “Responsável” pelas reações tintoriais ao Gram e ao Ziehl-Neelsen 
 
Membrana externa gram negativas: 
Funções ligadas a componentes da membrana externa: 
 Lipídeo A - endotoxina 
 Polissacarídeo – antígeno (AgO) 
 Porinas 
 OMPs – receptores de fagos 
 OMPs – receptores de pili sexual (estrutura externa que vai ajudar a transferência genética entre 
bactérias) 
Funções ligadas aos ácidos teicóicos: 
 Regulação da entrada e saída de cátions 
 Regulação das autolisinas, proteínas que ajudam as gram positivas a ficarem agrupadas 
 Aderência a células do hospedeiro 
 Antígeno para sorotipificação 
 Receptor de bacteriófagos 
 
Parede celular das micobactérias: 
 
São bactérias que possuem crescimento extremamente lento. 
 
Parede celular atípica: 
 Esse tipo de bactéria não forma parede celular composta de peptideoglicano. Como alternativa, 
possui uma membrana celular de esterol, da mesma forma que as células eucarióticas. 
 São bactérias filamentosas e pleimórficas. 
Ex: Mycoplasma pneuominae 
Filamentosa e com tamanho de 0,1µm a 0,25µm. 
 
Estruturas externas parede celular: 
 Cápsula 
 Camada limosa/glicocálice 
 Flagelos 
 Fimbrias 
 
SPE: 
 Substancias poliméricas extracelulares (SPE) 
 Compostos orgânicos que são depositados para fora da parede celular 
 Cápsula – restrito a uma camada que é ligada a parede celular como um revestimento externo 
 Camada limosa/glicocálice – massa amorfa, dispersa, parcialmente ligada à célula bacteriana 
 
Cápsula: 
Envoltório mais externo que a parede celular, presente em algumas bactérias. 
É considerada uma estrutura patogênica, porque vai favorecer na bactéria a inibição da fagocitose, a 
inibição da opsonização, facilitando a invasão tecidual dentro do hospedeiro. 
Composta de tecido viscoso. 
Composição química: 
 Geralmente polissacarídea, podendo mais raramente ser proteica. 
 Possibilita a diferenciação de sorotipos. 
Funções: 
 Dificultar a fagocitose, facilitando a invasão do tecido 
 É um antígeno (Ag K) 
 
Camada limosa: 
 Substâncias poliméricas extracelulares (SPE) (predominantemente polissacarídeos) frouxamente 
ligadas à parede celular, também chamadas glicocálice ou “slime”. 
 Formam estrutura amorfa que pode evoluir para uma matriz altamente organizada, composta por 
camadas sobrepostas de bactérias, chamada biofilme. 
Ex. de bactérias produtoras de biofilme: 
Staphylococcusaureus 
Staphylococcus epidermidis 
Streptococcus mutans 
Pseudomonas aeruginosa 
Esse biofilme é também produzido por bactérias gram positivas e gram negativas. 
 
Principal diferença: 
Cápsula: camada condensada e bem definida que circunda a célula; contribui para capacidade de 
invasão das bactérias patogênicas. 
Glicocálice: rede frouxa de fibrilas que se estende para fora da célula; desempenha papel na 
aderência (biofilme). 
 
Cápsula – glicocálice: 
Cárie: sacarose -> streptococcus mutans -> dextrana -> placa bacteriana ->lactobacillus sp -> 
fermentação -> ácidos -> desmineralização do esmalte 
 
Pili (fimbrias) e a aderência bacteriana: 
São filamentos mais finos e mais curtos do que os flagelos, não móveis, localizados na superfície de 
algumas bactérias. 
Composição química: proteínas (pilina). 
Pode ser de 2 tipos: somática ou sexual (Pili F) 
Funções: 
 Aderência especifica a células do hospedeiro (pili somática) 
 Conjugação entre bactérias Gram negativas (pili sexual) 
Pili sexual: fímbria mais longa do que as somáticas. A bactéria F+ possui plasmídeos conjugativos, 
que são transferidos para outra bactéria, a F-. 
 
Flagelo: 
Estrutura e composição: 
 Apêndice longo e sinuoso 
 Seu numero e distribuição varia como gênero-espécie 
 Possuem três partes: filamento, gancho e corpo basal 
 Filamento é constituído de uma proteína globular: flagelina 
Funções: 
 Motilidade 
 Participa da quimiotaxia (estímulos nutricionais) e fototaxia (estímulos luminosos) 
 
Filamento axial – endoflagelo: 
A bactéria espiralada possui endoflagelos. O endoflagelo contorna toda a estrutura celular da bactéria. 
 
 
 
Membrana citoplasmática ou plasmática: 
 Composição lipoproteica: bicamada lipídica e proteica. 
 Modelo mosaico fluido. 
 Cobre todo o citoplasma da bactéria. 
 Fornece a bactéria uma permeabilidade seletiva. 
 Nela, vai ter a presença das enzimas transpeptidases, que 
vão sequenciar a formação da parede celular. 
Funções: 
 Transporte de solutos 
 Produção de energia por transporte de elétrons e fosforilação oxidativa 
 Biossíntese 
 Duplicação do DNA 
 Processos de obtenção de energia 
A membrana plasmática pode invaginar, formando o mesossoma. 
 
Mesossoma: 
 Invaginação da membrana celular que vai ajudar no 
processo de divisão septal e no processo de duplicação 
celular. 
 Bicamada fosfolipídica entremeada de proteínas 
globulares. 
 Pode ser uma forma da bactéria aumentar a superfície da 
membrana celular, potencializando as funções executadas por ela. 
Funções: 
 Síntese e secreção de substâncias 
 Respiração celular 
 Orientação da formação do septo transverso (hipotética) 
 Divisão do genoma após sua replicação (hipotética) 
 
Ribossomos: 
 Formados por 2 subunidades 
 Dispersos no citoplasma 
 Composto por RNA ribossômico (RNAr) 
 Sítio de ação de antibióticos como cloranfenicol, eritromicina e aminoglicosídeos 
Função: 
 Síntese proteica 
 
 
 
 
Genoma: 
 Estrutura e composição: 
 Fita de DNA de fita dupla, circular 
 Fita super enovelada, dispersa no citoplasma 
 Pode ocupar até 20% da área do citoplasma 
 Organizado e compacto, pois dentro dele há enzimas que vão ajudar no processo de compactação e 
organização 
 Não possui membrana celular 
 Não possui histonas 
Funções: 
 Armazenamento das informações genéticas 
 
Grânulo de inclusão: 
Função e composição: 
 Grânulos “metacromáticos”: grânulos de volutina (polifosfato) 
 Reserva de nutrientes: grânulos polissacarídicos (amido; glicogênio) 
 Reserva de “energia”: grânulos de enxofre 
 Inclusões lipídicas: Mycobacterium, Bacillus (poli-β-hidroxibutirato) 
 Magnetossomas: Aquaspirillum (óxido de ferro) 
 
 
 
 
 
Plasmídeo: 
Material genético extra-cromossomal, de replicação autônoma. 
Podem existir diferentes plasmídeos, ou mesmo varias copas do 
mesmo plasmídeo em uma bactéria. Podem ser transferidos de 
uma bactéria para outra, principalmente por conjugação. 
Composição química: DNA 
Função: 
 Codificar características adicionais da célula bacteriana tais 
como: produção de pili F (plasmídeo F), resistência a 
antimicrobianos (plasmídeos R), toxinas, etc. 
 
 
 
 
 
 
Esporos bacterianos: 
 Células altamente diferenciadas e que possuem 
pouca quantidade de água. 
 Atuam como estrutura de sobrevivência – condições 
ambientais desfavoráveis. 
 Estão dispersos dentro do citoplasma. 
 São inertes. 
 Estão inativos. 
 Se a bactéria passa por um processo de estresse, a 
célula pode morrer, mas os esporos podem 
começar a entrar em desenvolvimento, a célula 
começa a esporolar, tendo a produção de toxinas, 
e resistência a temperatura, pH, levando à 
sobrevivência dessa bactéria. 
 Estrutura formada por alguns bastonetes Gram positivos (ex: Clostridium, Bacillus) quando expostos 
a condições adversas. 
 São formas desidratadas, impermeáveis e sem atividade metabólica. 
Função: 
 Permitir a sobrevivência da célula bacteriana em condições ambientais adversas tais como 
temperaturas extremas, dessecação, radiações, presença de O2, pH extremos, alta osmolaridade, 
etc. 
 
Classificação de acordo com morfologia e arranjo celular: 
 
Classificação das bactérias quanto a respiração: 
Bactérias aeróbicas: realizam respiração celular e precisam de oxigênio para sobreviver. 
Bactérias anaeróbicas: realizam fermentação. Tem as restritas, que só sobrevivem na ausência de 
oxigênio, e as facultativas, que podem sobreviver tanto na ausência como na presença de oxigênio. 
 
Classificação bacteriana quanto à nutrição: 
Bactérias autótrofas: produzem glicose através dos processos de fotossíntese e quimiossíntese. 
Bactérias heterótrofas: são incapazes de sintetizar sua glicose, devendo obtê-la através da 
alimentação. Respiração (aeróbica) e fermentação (lática e alcóolica). 
 
Reprodução celular bacteriana: 
 Assexuada – bipartição (divisão binária/cissiparidade) 
 
 
 
 
Microbiota humana: 
 
 
Principais grupos bactérias gram positivas: 
 
 
Principais grupos bactérias gram negativas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Taxonomia bacteriana: 
 A classificação é a organização das bactérias em grupos tendo por base as semelhanças existentes 
entre os diferentes grupos. 
 Na classificação bacteriológica, a “espécie” é o grupo fundamental: 
 As espécies estão reunidas em gêneros. 
 Os gêneros em famílias. 
 As famílias em ordens. 
 As ordens em classes. 
 É a organização de vários grupos em gêneros, espécies, etc. denominados Taxon ou Taxa. 
 É regida pelo código internacional ou nomenclatura bacteriana: Manual de Bergey (livro referência 
para classificação e identificação bacteriana de interesse médico, industrial ou ecológico). 
 Os taxon são construídos da mesma maneira, o que permite a comunicação entre microbiologistas 
e outros profissionais. 
 O nome do gênero e das espécies é sempre escrito em itálico e na falta desse tipo de letra, o nome 
é sublinhado.