Estrutura_morfologia Bacteriana

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Prof. Andrea Balan
Laboratório de Biologia Estrutural Aplicada LBEAt
abalan@usp.br
Depto. de Microbiologia – ICB/USP
BMM0252 2021
Morfologia e Estrutura
Bacteriana
mailto:abalan@usp.br
Objetivos da aula
Apresentar a célula 
bacteriana e as principais 
estruturas funcionais
Discutir brevemente as 
características e 
estruturas da célula que 
são importantes na 
identificação de bactérias 
associadas aos alimentos
2
Roteiro da aula
Aspectos sobre a diversidade e 
morfologia bacteriana
• Membrana e envelope celular
• Material genético
• Proteínas
Componentes da estrutura 
bacteriana e suas funções
Acessórios bacterianos
3
Bactérias apresentam grande variabilidade morfológica 
determinada por fatores ambientais e genéticos
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”esperado” Meio A Meio B
Inconsistência entre o observado e o isolado
Culturabilidade de microorganismos do ambiente
5
Fatores que afetam a culturabilidade de 
microorganismos do ambiente
• Diversidade metabólica dos microorganismos
• Baixa culturabilidade microbiana 
• Seletividade dos meios de cultivo
• Seletividade das condições de cultivo: CO2, O2, temperatura, 
fonte de C, N e etc.
• Pequena representatividade da comunidade in vivo (coleções 
de culturas)
6
Morfologia	da	célula	bacteriana
Arranjos em cocos
Arranjos em bacilos
Formas espiraladas
7
Bacilos
Relação com o plano de divisão 
celular e segmentação
8
o Bastonetes
o Espirilo
o Cocos
o Células na forma de discos conectados por túbulos (cânulas)
o Irregulares 
Tipos celulares de Arquéias
Pyrodictium abyssi
Halobacterium sp.
Halococcus thailandensis
Methanospirillum sp.
Sulfolobus sp. 9
Cocos
Halococcus thailandensis
Diplococcus
Staphylococcus
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Componentes da estrutura bacteriana e suas funções
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1 - Cadeia de isoprenos
2 – Ligação Éter
3 – L-Glicerol
3, 4 – Glicerol-1-fosfato
5 – Ácidos graxos
6 – Ligação Éster
3 – D-Glicerol
3, 4 – Glicerol-3-fosfato
Arquéias
Bactérias e 
Eucariotos
Bactérias e 
Eucariotos:
Bi-camada lipídica
Arquéias: 
monocamada
Alguns componentes da parede celular são 
importantes para definição de grupos microbianos
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• Rígida (petidoglicanos)
• Confere forma e proteção às mudanças de pressão.
• Exoesqueleto, defesa e proteção
• Mycoplasma não apresentam parede celular (mais sensíveis às 
variações osmóticas. 
A parede celular de bactérias apresentam algumas 
características importantes
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Principais diferenças entre as paredes celulares de bactérias
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Distinções estruturais
• Membrana citoplasmática
• Bactérias e eucariotos: cadeias de ácidos graxos ligados à moléculas de 
glicerol por ligações éster.
• Arqueas: ramos de cadeias de hidrocarbonetos ligados a moléculas de 
glicerol por ligações éter. Ácidos graxos não são encontrados.
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Principais diferenças entre gram positivos e gram negativos
Gram-positivas
• Parede relativamente espessa ao 
microscópio eletrônico
• Peptidioglicano como principal 
componente (~50%) 
• Sem lipídios e frequentemente sem 
proteínas
• Outros polímeros: ácido teicóico
e/ou ácido lipoteicóico
covalentemente ligados ao 
peptidioglicano.
Gram negativas
• O envelope celular composto por 
2 membranas (citoplasmática e 
exterior), com um fina camada 
intermediária de peptidoglicano
• A membrana externa com 
lipopolissacarídeos (LPS), lipídeos 
e proteínas. 
• LPS está localizado exclusivamente 
no folheto exterior com os lipídios 
incorporado na membrana, 
polissacarídeo expostos. 16
A coloração de Gram é um importante método de 
diferenciação dos dois grande grupos bacterianos
• Método	importante	e	utilizado	em	laboratórios	de	microbiologia	
e	análises	clínicas	para	diferenciar	grandes	grupos	bacterianos;
• Gram	positivos	e	gram negativos	habitam	ambientes	diferentes	e	
causam	doenças	diferentes;
• Métodos	de	controle/tratamento	das	infecções	são	diferentes	
• Importante	para	o	rastreamento	da	origem	das	contaminações,	
principalmente	em	alimentos
17
Coloração de Gram
As diferenças do envelope celular permitem que os dois grupos sejam corados de 
forma diferenciada
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Streptococcus (Gram positiva)	e	Escherichia coli (Gram negativa)
Coloração	de	Gram	de	cultura	mista
19
Lipopolissacarídeos
O peptídeo glicano em gram positivos é exposto e mais 
susceptível à ação enzimática
• O LPS está presente na membrana externa de bactérias gram negativas
• É constituído de uma base formada por lipídio A, um core interno e um core externo, e ligado a este último o antígeno-O
• um Antigeno-O é a parte imunodominante do LPS e é alvo para a resposta humoral do hospedeiro.
• A cadeia de LPS pode variar em comprimento, com até 40 unidades repetidas de dideoxyhexoses.
• Pelo menos 20 diferentes moléculas de açúcar podem compor o antigeno-O, incluindo moléculas que são raramente
encontrados na natureza, como abequose, colitose, paratose e tyvelose e são específicos de linhagem.
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O Peptídeo glicano
O peptídeo glicano em gram positivos é exposto e mais 
susceptível à ação enzimática
• O peptídeo glicano é um excelente alvo para a inibição de bactérias gram positivas porque está exposto.
• É a principal camada de proteção destes organismos
• Lisozimas são enzimas do tipo glicosidases (quebram açúcares) com ação específica para o ácido N-
acetil murâmico (MurNAc), componente do envelope celular de bactérias
• Presente em clara de ovo e em lágrimas
• Em Gram-negativas a membrana exterior impede o acesso ao peptidoglicano 21
A Membrana Plasmática
8 nm de espessura
bicamada fosfolipídica (+-60% proteínas)
interações hidrofóbicas de ácidos graxos, pontes de H, e Mg2+ e Ca2+ : integridade
não contém esteróis
duplicação do DNA
A membrana plasmática é igual nos dois tipos bacterianos
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Principais	Funções	da	Membrana	Plasmática
Respiração	e	Fotossíntese
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Transporte	de	solutos
Efluxo de	drogas
Principais	Funções	da	Membrana	Plasmática
24
Outras	organelas	da	célula	bacteriana
Material	genético	
• Cromossomo	circular
codifica todas as informações	essenciais	
da	célula
• Plasmídios
DNA	circular
não	carregam	informações	essenciais
número	variável
resistência	a	antibióticos,	fixação	de	N2,	etc
engenharia	genética
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Ribossomos
Vacúolos	Gasosos
- flutuação
- membrana	protéica
-70S
Grânulos
- reserva
- PHB	(poli-hidroxibutirato)
Outras	organelas	da	célula	bacteriana
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Glicocálice
• Cápsula é uma camada mucosa de
polímeros orgânicos
• Reservatório de água e nutrientes
• Aumentam a capacidade de adesão
e consequente invasão de bactérias
patogênicas
• Proteção da célula – pode evitar
fagocitose
Bactérias com capsula (em rosa claro)
• Aderência	(biofilmes)
• Resistência	e	patogênese
• uso	industrial	(espessantes
alimentares,	tintas)
• Goma	xantana
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• Aumentam	a	motilidade	das	bactérias
• Estrutura	complexa
• Variam	no	número	e	na	posição	de	inserção
• Flagelina
Flagelos	Bacterianos
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Fimbrias	e pili
• Gram negativas
• Pilina
• Apêndices	finos	(3	a	10	nm),	retos	e	curtos.
• Bastante	numerosas	(1000	ou	mais	por	célula)
• Sítios	receptores
• Aderência	/	fixação 29
Pili
• Normalmente mais
longos que	as	fimbrias
• Pili	sexual:	permite a	
transferência de	DNA	
durante a	conjugação
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Endósporos
• Estrutura produzida por bactérias como o objetivo de
sobreviver em condições adversas.
• Gêneros mais importantes: Bacillus e Clostridium.
• A esporulação inicia com a célula vegetativa utiliza todos os
nutrientes disponíveis
• Os esporos conferem resistência à bactéria, a qual pode voltar
a se desenvolver quando as condições ambientais são
novamente favoráveis.
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Endósporos	podem	ser	identificados	na	coloração	de	gram
Bacillus anthracis Clostridium botulinum
Bacillus megaterium
• Gram positivas	
• Resistência	à	condições	
ambientais	adversas
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Referências
- Tortora, G. J., Funke, B. R. & Case, C. L. Microbiologia. Artmed, 8. Ed., 2005.
- Trabulsi, L. & Alterthum , F. Microbiologia, Artmed, 5. Ed. , 2008.
- Barbosa, HR, Gomez, JGC, Torres, BB. Microbiologiabásica – bacteriologia, 
2aedição, Atheneu, 2018
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