tema 1 - Introdução à microbiologia

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22/06/2023, 19:17 Introdução à microbiologia
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Introdução à microbiologia
Lívia de Souza Ramos
Descrição
Histórico e evolução da Microbiologia, classificação dos microrganismos e morfologia microbiana.
Propósito
Compreender a origem da Microbiologia, bem como os diferentes grupos de microrganismos e suas morfologias; afinal, trata-se da base para o
entendimento tanto dos agentes microbianos causadores de doenças quanto daqueles que são benéficos ao organismo.
Objetivos
Módulo 1
Microbiologia
Descrever o histórico e a evolução da Microbiologia.
Módulo 2
Microrganismos
Identificar a classificação dos microrganismos.
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Módulo 3
Células procarióticas
Reconhecer a morfologia e as estruturas das células procarióticas.
Introdução
Neste tema, exploraremos a Microbiologia, uma ciência que estuda os microrganismos. Você sabia que os microrganismos surgiram na Terra
bilhões de anos antes das plantas e dos animais e que, sem eles, nós não estaríamos aqui?
Apesar de serem as menores formas de vida existentes, os microrganismos, em conjunto, compõem a maior parte da biomassa do nosso planeta e
são responsáveis por fazer reações químicas indispensáveis para a sobrevivência dos organismos superiores.
Além disso, você sabia que as células microbianas são ferramentas de grande utilidade para o desenvolvimento da ciência básica? Por meio delas,
os microbiologistas conseguiram entender as bases químicas e físicas da vida, descobrindo que as diferentes células apresentam muitas
características em comum.
Teremos a oportunidade de estudar a origem da vida em nosso planeta e como a Microbiologia evoluiu como ciência. Veremos também como os
microrganismos são classificados, as características de cada grupo e os aspectos morfológicos deles.
1 - Microbiologia
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever o histórico e a evolução da Microbiologia.

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Origem da vida na terra
Evidências sugerem que a Terra tenha surgido há mais ou menos 4,6 bilhões de anos, e acredita-se que, durante mais de 500 milhões de anos após
sua formação, as condições terrestres eram extremamente ardentes e inóspitas. Nosso planeta se formou a partir de uma nuvem de poeira
nebulosa em formato de disco e por gases liberados pela supernova de uma estrela muito antiga. O nosso Sol, uma estrela nova, formou-se dentro
dessa nuvem de poeira, resultando na liberação de grandes quantidades de calor e luz. A partir daí, o conteúdo da nuvem nebulosa começou a se
agrupar e a se fundir, como consequência das colisões e da atração gravitacional, formando agregados pequenos que foram crescendo e deram
origem aos planetas. Enquanto a Terra se formava, a energia liberada foi capaz de aquecê-la e a tornou um planeta de magma muito quente.
upernova
Pode ser definida como um evento astronômico representado por uma explosão durante o fim da vida de algumas estrelas.
Supernova explodindo e formando uma nebulosa.
Inicialmente, a água na Terra estava presente apenas na forma de vapor (por causa do calor), tendo se originado de colisões com cometas e
asteroides glaciais e de gases vulcânicos vindos do interior do planeta. A Terra, que antes era quente, passou por um processo de resfriamento, em
que foram formados um cerne metálico, um manto rochoso e uma crosta superficial. Além disso, a água que se encontrava no estado de vapor foi
condensada, formando os oceanos. A existência de água líquida na Terra ocorreu há cerca de 4,3 bilhões de anos e, desde então, já havia em nosso
planeta condições compatíveis com a vida.
Porém, como surgiu a vida na Terra?
Essa questão ainda é um grande mistério para os cientistas. Os organismos conhecidos são formados pelos mesmos constituintes básicos:
Proteínas (formadas por monômeros de aminoácidos)
Ácidos nucleicos (DNA e RNA, formados por nucleotídeos)
Polissacarídeos (formados por monossacarídeos)
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Evidências científicas sugerem que esses precursores orgânicos das células podem, em certas condições, ser formados espontaneamente,
oferecendo as condições necessárias para o surgimento dos primeiros sistemas vivos.
Como as condições ambientais na superfície da Terra na época eram muito adversas, com temperaturas extremamente elevadas e intensa radiação
ultravioleta, existe uma hipótese de que a vida tenha se originado em fontes hidrotermais no leito oceânico, local em que as condições ambientais
seriam menos hostis e apresentariam compostos orgânicos reduzidos, como hidrogênio (H2) e sulfeto de hidrogênio (H2S) como fontes de energia.
Sistemas autorreplicantes são considerados os precursores da vida celular. Por isso, uma das hipóteses mais aceitas é que a vida tenha começado
em um Mundo de RNA. Cientistas acreditam que o RNA tenha surgido antes do DNA, pois o RNA possui duas propriedades essenciais para a
manutenção de uma célula primitiva.
Algumas moléculas de RNA são capazes de catalisar sua própria síntese a partir de açúcares, bases nitrogenadas e fosfato, ou seja, participam de
sua própria replicação (moléculas autorreplicantes).
As moléculas de RNA também podem catalisar a síntese de proteínas.
Assim, acredita-se que, de alguma forma, uma molécula de RNA acabou dando origem a uma molécula de DNA, e, como esta última molécula
oferece maior estabilidade estrutural, ela foi selecionada para ser a principal fonte de informação genética da célula.
Outro evento importante foi a compartimentalização das células, com a presença da membrana plasmática, protegendo o conteúdo intracelular,
mantendo a estrutura da célula e permitindo a troca seletiva de substâncias com o ambiente.
Como na atmosfera da Terra primitiva não havia oxigênio, as primeiras células que surgiram provavelmente apresentavam metabolismo totalmente
anaeróbio para gerar energia. Microrganismos capazes de armazenar energia a partir da luz do sol (fototróficos) eram muito simples, como as
bactérias púrpuras e bactérias verdes. A oxigenação da Terra começou a acontecer apenas após a evolução da fotossíntese oxigênica das
cianobactérias, revolucionando a química do planeta. Esse processo foi longo, mas, a partir dele, as células foram se adaptando ao ambiente agora
rico em oxigênio, resultando no surgimento dos organismos aeróbios.
Acredita-se que todas as células tenham se originado de uma célula ancestral comum, chamada de o último ancestral comum (LUCA - Do inglês
Last Universal Common Ancestor), uma vez que os diferentes tipos celulares apresentam uma constituição muito semelhante. Durante milhões de
anos após o surgimento das primeiras células, novas células foram surgindo, formando populações microbianas que foram interagindo umas com
as outras e se adaptando da melhor forma ao ambiente para garantir sua sobrevivência. Hoje, nós já conseguimos observar os resultados de todo
esse processo, através da imensa variedade de microrganismos existentes, com as mais variadas características e capazes de viver perfeitamente
nos lugares mais diversos do nosso planeta.
LUCA (último ancestral comum).
Lipídios
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História da microbiologia como ciência
A microrrevolução cientí�ca e os primeiros microscópios
Como os microrganismos são seres invisíveis a olho nu, é de se imaginar que a invenção dos primeiros microscópios tenha causado uma revolução
no pensamento científico da época. Durante muitos e muitos anos, diferentes explicações para grandes epidemias surgiram, geralmente com
explicações de cunho religioso, devido ao grande poder e à influência que a Igreja Católicaexercia sobre as pessoas.
Conheça alguns dos eventos essenciais para a evolução da ciência:
Invenção do primeiro microscópio
Em 721 a.C., os romanos já utilizavam lentes de aumento para observar objetos. As lentes foram sendo aperfeiçoadas com o passar
dos anos, até que, por volta de 1590, surgiu o primeiro modelo de microscópio. Ele foi criado por Hans e Zacharias Janssen,
fabricantes de lentes; o microscópio era cilíndrico e continha duas lentes, que aumentavam o tamanho dos objetos.
Microscópio de Hans e Zacharias Janssen.
Primeira descrição de um microrganismo
Os microscópios continuaram evoluindo e, em 1665, o historiador inglês e microscopista Robert Hooke (1635-1703) publicou um
famoso livro, que contém a primeira descrição conhecida de um microrganismo (ele descreveu estruturas de frutificação de bolores).
O termo célula (do inglês cell) foi criado pelo próprio Hooke ao analisar no microscópio finas camadas de cortiça; ele observou
estruturas semelhantes a alvéolos vazios, como favos de uma colmeia, dando o nome de cell a cada um desses alvéolos.
Observações de cortes de cortiça de Robert Hooke.
Primeira descrição de bactérias
Já i i d i ã d b té i f i f it 1676 l i t i i t d h l dê A t i L h k
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A experiência de Redi
Apesar da descoberta dos microrganismos, pouco avanço foi observado na área da Microbiologia por longos anos. Na segunda metade do século
XIX, entretanto, a Microbiologia voltou a ganhar fôlego por questões relacionadas às doenças infecciosas e à Teoria da Geração Espontânea (ou
Teoria da Abiogênese). Muitos cientistas e filósofos da época defendiam que algumas formas de vida poderiam surgir de matéria morta ou
inanimada, mas alguns não acreditavam nessa possibilidade, como:
Van Leeuwenhoek (1632-1723)
Francesco Redi (1626-1697)
Em 1668, Redi desenvolveu uma experiência que ficou muito famosa, para demonstrar que a vida não poderia surgir da matéria inanimada. Ele
colocou pedaços de carne em frascos de vidro, deixando alguns frascos abertos e outros cobertos com gaze. Com o passar do tempo, ele observou
que os pedaços de carne dos frascos que ficaram abertos estavam repletos de larvas, e, nos frascos tampados, os pedaços de carne estavam livres
de larvas, as quais foram encontradas apenas sobre as gazes que tampavam os frascos.
Experimento de Redi.
Já a primeira descrição de bactérias foi feita em 1676 pelo comerciante e microscopista amador holandês Antoni van Leeuwenhoek.
Ele construiu microscópios muito simples para examinar substâncias naturais, descobrindo as bactérias ao analisar infusões
aquosas de pimenta e observar a presença de “pequenos animálculos”, como ele mesmo se referia às bactérias observadas.
Antoni van Leeuwenhoek
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Ficou o questionamento: se a vida poderia vir de matéria sem vida, como sugeria a Teoria da
Abiogênese, por que larvas surgiram apenas sobre a carne dos frascos abertos?
Mesmo diante das evidências da experiência de Redi, a Teoria da Abiogênese não perdeu força. Ela só foi derrubada muitos anos depois, graças ao
cientista Louis Pasteur (1822-1895), que desenvolveu uma experiência controlada, provando de uma vez por todas que nenhum organismo poderia
surgir espontaneamente.
O experimento de Pasteur
Em um primeiro momento, Pasteur demonstrou que a fervura de um caldo nutritivo seguida da vedação do frasco impediria que ele “estragasse”. Na
época, os defensores da geração espontânea diziam que o frasco fechado impediria a entrada de ar fresco (contendo o que eles chamavam de
“força vital”, que seria o oxigênio) e, consequentemente, os microrganismos não conseguiriam surgir ali espontaneamente. Foi então que Pasteur
solucionou de vez a questão de maneira brilhante, construindo um frasco com pescoço de cisne.
Esse frasco, também conhecido como frasco de Pasteur, tinha o gargalo em formato de S, que impedia que a poeira e os microrganismos do ar
alcançassem o caldo nutritivo fervido, mas o oxigênio ainda conseguia chegar até ele. Assim, o caldo nutritivo não “estragava”, mesmo após muitos
dias, sendo observada a contaminação do caldo apenas após o contato dele com a poeira acumulada no gargalo em forma de S ou após este
gargalo ser quebrado, enquanto o caldo dos frascos fervidos e mantidos abertos ficavam contaminados rapidamente.
Experimento de Louis Pasteur.
A descoberta dos microrganismos e a evolução do pensamento cientí�co
Neste vídeo, a Professora Lívia Helena fala sobre a descoberta dos microrganismos e a evolução do pensamento científico.
Esses achados foram fundamentais para o desenvolvimento posterior de técnicas de esterilização eficazes, beneficiando, inclusive, a indústria
alimentícia, com o processo de pasteurização do leite, por exemplo.
Curiosidade
Pasteur foi responsável por outros grandes feitos e descobertas. Dentre elas, podemos citar o desenvolvimento de vacinas contra raiva, cólera
aviária e antraz, e pela identificação de que leveduras eram as responsáveis pela fermentação em cervejas e vinhos.
Os Postulados de Koch
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Após a descoberta dos microrganismos, passou-se a acreditar que eles eram os causadores de diversas doenças, mas não havia comprovação
disso. O conceito de doença infecciosa foi desenvolvido apenas depois dos trabalhos do médico alemão Robert Koch (1843-1910), que criou a
Teoria do Germe da Doença e os Postulados de Koch.
Tudo começou quando Koch estudava uma doença chamada antraz, que acometia o gado e os humanos. Analisando ao microscópio amostras de
sangue de um animal doente, ele notou a presença de bactérias (depois denominadas Bacillus anthracis), e, para ter certeza de que aquelas
bactérias eram as causadoras da doença, realizou experimentos utilizando camundongos.
Robert Koch
Koch injetou sangue de um camundongo doente em um sadio, observando o rápido desenvolvimento da doença no animal; o mesmo aconteceu
quando ele injetou o sangue deste último animal em outro animal sadio. Koch descobriu, ainda, que as bactérias do antraz podiam ser cultivadas em
meios de cultura de laboratório.
Os Postulados de Koch foram definidos para estabelecer a relação de causa e efeito de uma doença infecciosa:
1º postulado
O patógeno suspeito de causar a doença deve estar presente em todos os casos da doença, mas ausentes nos animais sadios; ou seja, deve haver
uma associação constante entre patógeno e hospedeiro.
2º postulado
Uma cultura laboratorial pura do patógeno deve ser obtida.
3º postulado
Células do patógeno provenientes de uma cultura pura devem ser capazes de causar doença em um animal saudável (para isso, o agente infeccioso
deve ser inoculado em um animal sadio, e o desenvolvimento da doença deve ser observado).
4º postulado
O patógeno suspeito precisa ser “reisolado” em cultura pura, com o intuito de demonstrar ser o mesmo patógeno inoculado inicialmente (em outras
palavras, o agente infeccioso dos animais doentes/mortos precisa ser novamente isolado).
A imagem a seguir ilustra os postulados de Koch:
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Postulado de Koch.
Essas descobertas tiveram grande impacto no desenvolvimento da ciência e da medicina clínica. Koch ainda realizou outros grandes feitos, como a
identificação do agente causador da tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) e da cólera (Vibrio cholerae), dentre outros. Graças aos avanços nas
técnicas de biologia molecular, hoje nós sabemos que alguns microrganismos não crescem em cultura laboratorial, mas isso não desmerece os
achados valiosos dos trabalhos de Koch.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão1
Neste módulo, descrevemos que as condições da Terra, durante muitos anos após sua criação, eram extremamente adversas. Embora ainda
existam dúvidas sobre a origem da vida em nosso planeta, muitos cientistas acreditam que as primeiras células tenham surgido de que forma?
Parabéns! A alternativa B está correta.
Muitos cientistas acreditam que a vida tenha surgido em um mundo de RNA, pois o RNA apresenta a capacidade de participar de sua própria
replicação e participa da síntese de proteínas.
Questão 2
A Em um mundo de DNA.
B Em um mundo de RNA.
C Através de bactérias ancestrais.
D Foram trazidos à Terra por meteoritos.
E Por meio das grandes colisões.
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Em seu experimento, Pasteur utilizou frascos com pescoço de cisne, demonstrando que um caldo nutritivo estéril só passava a apresentar
crescimento microbiano após a quebra do gargalo. Com isso, Pasteur conclui que:
Parabéns! A alternativa A está correta.
O experimento de Pasteur provou que o conceito de geração espontânea não era válido, demonstrando, com os frascos com pescoço de cisne,
que o crescimento de microrganismos em um caldo nutritivo estéril depende do contato com microrganismos presentes no ar, sendo
impossível a geração de novas formas de vida a partir de uma matéria inanimada.
2 - Microrganismos
Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car a classi�cação dos microrganismos.
Classi�cação nominal dos seres vivos
Você consegue imaginar qual é a utilidade dos sistemas de classificação dos seres vivos?
A
A quebra do gargalo do frasco permitiu que microrganismos presentes no ar entrassem em contato com o caldo nutritivo e se
multiplicassem.
B O oxigênio não conseguia entrar nos frascos com pescoço de cisne, impedindo o crescimento de microrganismos.
C Os microrganismos necessitam de espaços maiores para se desenvolver.
D O caldo nutritivo gerava novas formas de vida graças à presença do oxigênio.
E Os microrganismos não estavam presentes no ar.
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A classificação dos seres vivos tem como objetivo organizá-los em grupos de acordo com suas semelhanças fenotípicas ou com suas relações
evolutivas. Dessa forma, os organismos vão sendo colocados em grupos cada vez mais inclusivos. Assim, um conjunto de espécies semelhantes
são agrupadas dentro de um mesmo gênero; gêneros semelhantes são agrupados dentro de uma mesma família; famílias semelhantes, dentro de
uma mesma ordem; ordens semelhantes, dentro de uma classe; classes semelhantes, dentro de um filo, e, por fim, filos semelhantes, dentro de um
domínio. O domínio engloba todos os organismos dentro de uma hierarquia.
Hierarquia de classificação biológica.
Além disso, a nomenclatura envolve a utilização de regras para denominar os organismos. Tendo isso em mente, estudaremos a evolução dos
sistemas de classificação:
O botânico, zoólogo e médico sueco Carolus Linnaeus é considerado o pai da taxonomia moderna. Em 1735, ele propôs o sistema de
classificação binominal tradicional, no qual os organismos recebem o nome de gênero e um epíteto (Nome) de espécie. No sistema
binominal, os nomes dos gêneros são escritos primeiro com letra maiúscula, e os nomes das espécies são escritos em seguida com letra
minúscula; os nomes são geralmente derivados do latim e devem ser escritos em itálico ou sublinhados nos textos escritos à mão.
Além disso, a escolha dos nomes costuma se basear em alguma propriedade ou característica do organismo, podendo ser traços de
morfologia, fisiologia ou ecologia essenciais. Linnaeus sugeriu a existência de dois reinos: Animalia (Formado por animais e protozoários –
seres que não realizam fotossíntese, móveis e sem parede celular.) e Plantae (Formado por algas, plantas, bactérias e fungos – seres
fotossintéticos, imóveis e com parede celular.). Assim, alguns organismos não se encaixavam em nenhuma dessas classificações, como, por
exemplo, os microrganismos fotossintéticos móveis.
Ernst Haeckel sugere a criação do reino Protista, para incluir os organismos unicelulares com organização simples, como bactérias, algas,
fungos e protozoários.
Robert Whittaker propôs a classificação dos seres vivos em cinco reinos: Monera (Compreendendo procariotos), Fungi (Fungos), Protistas
(Algas e protozoários), Plantae (Plantas) e Animalia (Animais). Essa classificação teve como base a estrutura das células e a forma de
obtenção de nutrientes.
Carl Woese sugeriu a classificação dos organismos em três domínios: Bacteria (Bactérias), Archaea (Arqueias) e Eukarya (Eucariotos –
fungos, algas, protozoários, plantas e animais). A separação dos procariotos em dois domínios diferentes se baseou na sequência de
nucleotídeos do RNA ribossomal; embora as arqueias sejam seres procariotos (não possuem núcleo), os lipídios e os ácidos nucleicos
ribossomais são diferentes tanto das bactérias quanto dos eucariotos.
1735 
1866 
1969 
1991 
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Domínio e reinos dos animais.
Características gerais dos procariotos e dos eucariotos
Veja a seguir as características dos procariotos e dos eucariotos:
Procariotos
Não possuem um núcleo envolto por membrana nuclear, ou seja, não possuem um compartimento nuclear para abrigar seu DNA. As bactérias e
arqueias são microrganismos procariotos.
Eucariotos
Possuem um compartimento intracelular envolto por uma membrana, chamado núcleo, onde seu DNA é mantido. As algas, os protozoários e os
fungos são eucariotos, apresentando estrutura celular igual à das células dos organismos superiores.
De maneira geral, as células procarióticas são pequenas e simples, podem apresentar diferentes formatos (células em forma de bastonetes,
esféricas, espiraladas etc.) e medem poucos micrômetros de comprimento. Costumam viver como organismos independentes ou, ainda, em
comunidades organizadas de maneira livre, mas não como organismos multicelulares. Além disso, as células procarióticas possuem vários
componentes obrigatórios:
A membrana plasmática envolve um compartimento citoplasmático único contendo DNA, RNA e ribossomos.
Proteínas e pequenas moléculas importantes para a vida da célula também são encontradas no citoplasma.
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Algumas estruturas celulares são opcionais e não estão presentes em todas as células procarióticas, como cápsula, flagelo, fímbrias, membranas
internas, inclusões citoplasmáticas, plasmídeos e endósporos, dentre outras. As células procarióticas apresentam capacidades bioquímicas muito
variadas, mais que as células eucarióticas, e, consequentemente, podem ser encontradas em ambientes muito variados. Na figura a seguir, estão
demonstradas as principais estruturas presentes em uma célula procariótica:
Estrutura geral da célula procariótica.
As células eucarióticas, por sua vez, são maiores e mais complexas que as células procarióticas, assim como seus genomas. Além disso, classes
de células eucarióticas podem formar desde microrganismos unicelulares, como fungos e protozoários, até organismos multicelulares
extremamente complexos, como plantas e animais.
As células eucarióticas apresentam algumas características que as diferenciam das procarióticas:
Os principais componentes típicos das células eucarióticas, além do núcleo, são as mitocôndrias, o aparelho de Golgi e o retículo endoplasmático.
Um gene é uma sequência de DNA capaz de codificar proteínas ou RNA, e o conjunto de genes de uma célula forma seu genoma. É importante
saber que o genoma controla os processos fundamentais para a vida da célula, assim como suas características e as atividades vitais para sua
sobrevivência. O genoma das células procarióticas eeucarióticas são organizados de diferentes maneiras. Enquanto os procariotos típicos
possuem um único cromossomo com DNA circular (poucos procariotos possuem cromossomo linear) contendo todos ou quase todos os genes da
célula, os eucariotos apresentam inúmeros cromossomos com DNA linear. Além disso, o genoma das células eucarióticas é, muitas vezes, maior
que o das células procarióticas.
A maioria das células procarióticas também apresenta uma capa protetora denominada parede celular, que se encontra acima da
membrana plasmática.
Possuem núcleo de�nido, ou seja, seu DNA se encontra envolto por uma membrana de camada dupla que o separa do citoplasma.
Possuem outras membranas internas que são estruturalmente semelhantes à membrana plasmática, delimitando diferentes organelas que
participam de vários processos celulares, como mitocôndrias e cloroplastos, por exemplo, que participam de processos de obtenção de
energia.
O citoplasma dos eucariotos também possui um citoesqueleto responsável por fornecer sustentação e força mecânica à célula e controle
da forma e de seus movimentos.
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Estrutura geral da célula eucariótica animal.
Você pode se perguntar: “Como surgiram as células eucarióticas?”.
Uma explicação muito aceita atualmente na Biologia é a hipótese endossimbiótica. Todas as células eucarióticas possuem ou já possuíram em
algum momento mitocôndrias, por exemplo. Acredita-se que as mitocôndrias tenham se originado de bactérias de vida livre que eram capazes de
metabolizar o oxigênio (bactérias aeróbicas) e que foram endocitadas (Engolfadas) por uma célula ancestral que era incapaz de usar o oxigênio
(célula anaeróbica).
Essas células evoluíram em simbiose, ou seja, as duas eram beneficiadas por essa associação: a célula bacteriana aeróbica engolfada gerava
energia para a célula predadora anaeróbica e, em troca, recebia abrigo e alimento.
A origem da mitocôndria.
Com o passar do tempo, a bactéria aeróbica, que antes era de vida livre, tornou-se parte da célula eucariótica. Essa hipótese se baseia no fato de as
mitocôndrias apresentarem muitas características em comum com pequenas bactérias: tamanho semelhante, genoma próprio se apresentando
como uma molécula de DNA circular, ribossomos próprios (diferentes dos outros ribossomos da célula eucariótica), além de possuírem seus
próprios RNA transportadores.
Mitocôndria.
Características gerais dos diferentes grupos de microrganismos
A partir do último ancestral universal comum (LUCA), o processo evolutivo seguiu caminhos diferentes, resultando na formação dos domínios
Bacteria e Archaea; posteriormente, o domínio Archaea acabou se distinguindo entre os domínios Archaea e Eukarya. Com o avanço dos estudos
filogenéticos ao longo dos anos, dois fatos muito importantes foram revelados: as bactérias e as arqueias, apesar de serem estruturalmente
parecidas, são filogeneticamente diferentes, sendo as arqueias mais relacionadas aos eucariotos do que às bactérias.
Neste tópico, vamos conhecer um pouquinho das características gerais dos principais grupos de microrganismos que fazem parte de cada domínio.
Vamos lá?
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Domínio Bacteria
O domínio Bacteria é formado pelas bactérias, organismos procariotos encontrados nos mais variados ambientes. Este domínio é composto por
mais de 80 filos, porém mais de 90% dos gêneros e das espécies de bactérias já caracterizados pertencem a apenas quatro filos. Além de serem
encontradas na água e no solo, as bactérias também fazem parte da microbiota normal dos animais e dos seres humanos (condição em que os
dois organismos são beneficiados), mas também podem causar as mais variadas doenças, desde condições facilmente tratáveis até doenças
extremamente graves e fatais. Também apresentam formas, tamanhos e metabolismos muito variados; podem ser móveis ou não. Elas se
reproduzem assexuadamente (por fissão binária), mas também possuem estratégias para trocas de material genético entre diferentes bactérias,
através de mecanismos de transformação, conjugação e transdução.
As bactérias se multiplicam por fissão binária, pois as membranas formam septos. Para isso, a célula se alonga, o material genético é replicado, e a
parede celular e a membrana plasmática se dividem. Paredes intermediárias se formam, separando as duas cópias de material genético, e as
células se separam. O período de divisão celular depende do tempo de geração (tempo necessário para cada uma das células se dividirem) de cada
bactéria.
Domínio Archaea
O domínio Archaea é composto por vários filos e inclui microrganismos procariotos, geralmente com metabolismo quimiorganotrófico ou
quimiolitotrófico. Também são comuns espécies aeróbias e anaeróbias neste domínio. Apresentam como principal característica a capacidade de
viver em condições extremas, ou seja, são extremófilos. Assim, existem arqueias que vivem em ambientes com temperaturas muito elevadas (acima
de 100°C) e também temperaturas próximas ao ponto de congelamento, altas concentrações de sal (arqueias halófilas extremas, por exemplo,
precisam de aproximadamente 9% de sal para seu crescimento), valores de pH extremos, fontes termais, lugares ricos em enxofre etc. Além disso,
existem arqueias metanogênicas, ou seja, conservam energia pela produção de metano.
uimiorganotró�co
Utilizam compostos químicos orgânicos (como glicose, acetato etc.) para obter energia.
uimiolitotró�co
Utilizam compostos químicos inorgânicos (como H2, H2, Fe2+ etc.) para obter energia.
Diversidade morfológica do domínio Archaea.
De acordo com os cientistas, as arqueias ajudam a estabelecer os limites de tolerância dos organismos às condições ambientais, uma vez que são
capazes de viver em lugares que a maioria dos outros seres vivos jamais conseguiria. Entretanto, vale ressaltar que muitas espécies de arqueias não
são extremófilas, vivendo no solo, em sedimentos, nos oceanos, nos lagos e até nos intestinos de humanos.
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Domínio Eukarya
Pertencem ao domínio Eukarya os organismos eucariotos, ou seja, aqueles cujo material genético se encontra envolvido por uma membrana,
formando o núcleo celular. Esse domínio é composto por organismos muito variados, desde microrganismos, como protozoários, fungos e algas
unicelulares, até organismos multicelulares de organização extremamente complexa, como plantas e animais.
Vamos estudar cada um dos diferentes grupos de microrganismos que fazem parte deste domínio?
Protozoários
Os protozoários incluem microrganismos unicelulares de distribuição ampla na natureza, podendo ser encontrados na água, no solo, vivendo em
simbiose com outros organismos e parasitando e causando doenças em diversos hospedeiros (inclusive humanos). Apresentam morfologias muito
variadas e diversidade filogenética muito grande.
Geralmente, são quimiorganotróficos e podem se movimentar através de flagelos, cílios ou pseudópodes. Alguns possuem alvéolos, que são bolsas
localizadas abaixo da membrana plasmática que auxiliam na regulação osmótica da célula. A maioria deles possui apenas um núcleo, mas alguns
podem apresentar dois ou mais núcleos. A reprodução pode ser assexuada ou sexuada.
Tipos de locomoção dos protozoários.
A nutrição geralmente se dá pelo englobamento de partículas orgânicas do ambiente ou através da predação de outros microrganismos; a digestão
ocorre através da formação de um vacúolo digestivo, enquanto a excreção de resíduos pode ocorrer por difusão na superfície da célula ou através
de organelas chamadas vacúolos contráteis ou pulsáteis.
Os protozoários parasitas geralmente apresentam formas diferentes durante o processo de infecção; como muitos precisam passar por diferentes
hospedeiros paracompletar seu ciclo de vida, a mudança de forma é necessária, a fim de que eles consigam sobreviver no hospedeiro e causar
doença.
Fungos
Em primeiro lugar, a área da ciência que estuda os fungos é chamada de Micologia. Os fungos formam um grupo de microrganismos grande,
bastante diverso e amplamente distribuído. Já foram descritas mais ou menos cem mil espécies fúngicas, mas acredita-se que existam muito mais.
Os principais representantes dos fungos são:
Leveduras
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Bolores
Cogumelos
Geralmente, estão presentes no solo e na matéria vegetal e animal em decomposição. Alguns fungos podem viver em associação com plantas,
ajudando-as a obter nutrientes do solo, enquanto outros são benéficos também ao seres humanos, como algumas leveduras que realizam a
fermentação e são utilizadas na indústria alimentícia e de bebidas (como o gênero Saccharomyces, que participa do processo de fermentação da
cerveja), além de fungos que são capazes de sintetizar antibióticos (como fungos do gênero Penicillium, que sintetizam a penicilina, por exemplo).
Entretanto, várias espécies fúngicas também estão envolvidas em doenças que acometem plantas, animais e seres humanos. As doenças causadas
por fungos são denominadas micoses.
Conheça algumas das características dos fungos:
Os fungos atuam como importantes decompositores de matéria orgânica, como vegetais e animais mortos, e sua nutrição se dá pela secreção de
enzimas extracelulares que degradam polissacarídeos e proteínas do ambiente, assimilando os monômeros resultantes dessa degradação, como
glicose e aminoácidos, por exemplo. Apresenta o glicogênio como principal reserva de energia.
Os fungos são representados por organismos unicelulares e multicelulares, que, consequentemente, apresentam morfologias diferentes. Veja a
seguir:
Célula de uma levedura à esquerda e levedura com um brotamento à direita.
São seres
quimiorganotróficos, ou seja,
utilizam compostos químicos
orgânicos.
Não possuem clorofila. A maioria apresenta
metabolismo aeróbio (embora
existam fungos anaeróbios).
A reprodução deles pode ser
assexuada ou sexuada.
Leveduras 
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As leveduras são as representantes unicelulares. Elas não formam filamentos e, geralmente, apresentam formato oval, esférico ou alongado.
Esquema mostrando a estrutura dos fungos.
Os bolores (ou fungos filamentosos) são os representantes multicelulares. São formados por filamentos chamados hifas, que podem ser
septadas (paredes transversais dividem cada hifa em células separadas) ou cenocíticas (embora vários núcleos possam estar presentes, as
células não são separadas por paredes transversais). Um conjunto de hifas formam os micélios, representado por tufos compactos visíveis a
olho nu. Acima dos micélios, formam-se as hifas aéreas, que dão origem aos conídios (que são os esporos assexuados dos fungos
filamentosos), que permitem ao fungo se dispersar para outros ambientes.
Corpo de frutificação dos cogumelos.
Existem fungos, como os cogumelos, que formam os chamados corpos de frutificação, os quais são estruturas de reprodução visíveis a
olho nu que contêm muitos esporos que podem se dispersar no ambiente, através do vento, da água ou de animais.
Macroscopicamente, fungos filamentosos podem apresentar aparência aveludada, algodonosa ou semelhante à borra de café.
Atenção!
Diversos fungos patogênicos apresentam dimorfismo, ou seja, podem se apresentar tanto na forma de levedura como na forma de hifa, dependendo
do ambiente em que se encontram. Por exemplo, o fungo Histoplasma capsulatum se apresenta como hifa quando está no solo (temperaturas
menores) e, ao entrar no corpo do hospedeiro (temperatura mais elevada), assume a forma de levedura.
Algas vermelhas e verdes unicelulares
Essas algas representam um grupo bastante diverso de organismos eucarióticos que apresentam clorofila e realizam fotossíntese aeróbia.
As algas vermelhas são encontradas principalmente no ambiente marinho, mas também podem ser achadas em água doce, podendo ser
unicelulares ou multicelulares. Seus cloroplastos possuem clorofila do tipo a. A cor avermelhada dessas algas se deve à ficoeritrina, que é um
pigmento vermelho que disfarça a cor verde da clorofila. Algumas algas vermelhas são fontes de ágar (Agente solidificante usado em meios de
cultura em laboratórios), outras são usadas para fazer sushi, enquanto outras protegem os recifes de corais dos danos ocasionados pelas ondas.
Bolores 
Cogumelos 
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Já as algas verdes são frequentemente encontradas nos ambientes aquáticos (principalmente água doce) e podem estar presentes em solos
úmidos. Seus cloroplastos possuem clorofilas dos tipos a e b, e apresentam coloração verde. Seus pigmentos fotossintéticos são semelhantes aos
das plantas. As algas verdes podem ser representadas por organismos microscópicos (as clorófitas) e macroscópicos parecidos com plantas
terrestres (as carofíceas). As clorófitas podem ser unicelulares ou filamentosas ou apresentar aspecto colonial, formadas por agregados de células.
Seu ciclo de vida é complexo, apresentando estágios sexuados e assexuados.
Características dos seres eucariotos
Neste vídeo, a Professora Lívia Helena aborda as características dos seres eucariontes.
Características gerais dos vírus e dos príons
Agora que já conhecemos um pouco dos principais grupos de microrganismos dos diferentes domínios, chegou a hora de falarmos sobre seres que
não pertencem a nenhum desses domínios: os vírus e os príons.
Vírus
Em primeiro lugar, os vírus não são células. Isso mesmo, você não leu errado! Eles são elementos genéticos que dependem de uma célula
hospedeira para que ocorra sua replicação e, por isso, são considerados parasitas intracelulares obrigatórios. Eles possuem seu próprio genoma de
ácido nucleico (que pode ser formado por DNA, RNA ou ambos), que é independente da célula hospedeira.
Os vírus são capazes de infectar células procarióticas (como bactérias e arqueias) e eucarióticas (como animais, plantas e protozoários), causando
muitas doenças.
Os vírus que infectam bactérias são chamados de bacteriófagos. Os vírus são muito pequenos, medindo de 0,02 a 0,3 µm e são visíveis apenas com
o auxílio de um microscópio eletrônico. Seus genomas também são muito menores que os das células.

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A forma extracelular de um vírus que permite que ele passe de uma célula para outra é chamada de vírion. Geralmente, os vírus que infectam
animais possuem uma camada externa formada por lipídios e proteínas, chamada de envelope; já os vírus que infectam bactérias não costumam
apresentar camadas adicionais.
írion
O vírion de um vírus é composto pelo capsídeo, um envoltório proteico que contém o genoma viral. O vírion é muito importante, pois protege o genoma
do vírus quando este não está dentro de uma célula hospedeira, e as proteínas da superfície do vírion participam do processo de ancoragem do vírus à
célula hospedeira.
Estrutura de um vírus.
Os vírus que possuem envelope são chamados de envelopados e apresentam uma estrutura chamada nucleocapsídeo, que é formado por ácido
nucleico e pelas proteínas do capsídeo.
Os vírus são simétricos, o que significa que, quando girados em torno de um eixo, a mesma forma é visualizada em todas as posições. Assim, os
vírus podem apresentar formato cilíndrico ou esférico, sendo que os cilíndricos possuem simetria helicoidal, e os esféricos, simetria icosaédrica.
Príons
Os príons são agentes infecciosos ainda mais simples que os vírus, sendo constituídos apenas por proteínas. Em outras palavras, os príonsnão
possuem DNA ou RNA. Mesmo assim, causam doenças neurológicas em animais, chamadas coletivamente de encefalopatias espongiformes
transmissíveis. O exemplo mais conhecido é o “mal da vaca louca”, que acomete o gado bovino. Em humanos, são capazes de causar uma doença
degenerativa que pode causar demência e morte, chamada “variante da doença de Creutzfeldt-Jakob”, relacionada à ingestão de produtos cárneos
oriundos de gado acometido por encefalopatia espongiforme bovina.
É importante ressaltar que os príons possuem duas conformações, uma forma celular nativa e sua forma patogênica. A forma patogênica é
codificada pela própria célula hospedeira, através da conversão das células priônicas nativas em patogênicas. Ou seja, a célula hospedeira codifica
o príon nativo (que não causa doença) e, por algum motivo, o príon nativo é convertido na forma patogênica, causando doença.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
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Questão 1
O sistema de classificação binominal dos seres vivos, proposto por Carolus Linnaeus, determina que devemos escrever:
Parabéns! A alternativa C está correta.
O sistema binominal para classificação dos seres vivos proposto por Linnaeus estabelece que devemos, primeiro, escrever o gênero e depois a
espécie, sendo os dois nomes escritos em itálico ou sublinhados nos textos escritos à mão.
Questão 2
Qual é a principal característica que diferencia as células procarióticas das eucarióticas?
Parabéns! A alternativa A está correta.
A principal característica que diferencia a célula procariótica da eucariótica é a ausência de núcleo, ou seja, seu material genético não se
encontra envolto por membrana, permanecendo disperso no citoplasma da célula.
A Primeiro o filo, depois a família.
B Primeiro o domínio, depois a classe.
C Primeiro o gênero, depois a espécie.
D Primeiro a espécie, depois o gênero.
E Primeiro o filo, depois o domínio.
A As células procarióticas não possuem núcleo, enquanto as eucarióticas possuem.
B As células procarióticas não possuem parede celular, enquanto as eucarióticas possuem.
C As células procarióticas possuem organelas especializadas, enquanto as eucarióticas não possuem.
D As células procarióticas são maiores e mais complexas do que as eucarióticas.
E As células procarióticas não possuem material genético, enquanto as eucarióticas possuem.
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3 - Células procarióticas
Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer a morfologia e as estruturas das células procarióticas.
Morfologia da célula procariótica
Quando nos referimos à morfologia celular, estamos falando sobre a forma da célula. Em procariotos, muitas morfologias diferentes são
conhecidas e foram descritas ao longo do tempo, e as principais serão discutidas a seguir:
Cocos
Células com formato esférico ou oval; representa o grupo mais homogêneo com relação ao tamanho celular; de acordo com o arranjo
(agrupamento) que apresentam, os cocos recebem denominações diferentes, como, por exemplo, diplococos (dois cocos), tétrades
(quatro cocos), estreptococos (longas cadeias de cocos), estafilococos (conjuntos de cocos agrupados de maneira irregular,
semelhantes a cachos de uvas), sarcina (agrupamento de cocos em forma cúbica). Como exemplos de cocos, podemos citar os
gêneros Streptococcus e Staphylococcus.
Bastonetes ou bacilos
Células que apresentam formato cilíndrico, ou seja, são mais longas em uma direção que em outra; os diferentes gêneros e as
espécies de bactérias exibem variação na forma e no tamanho dos bacilos, existindo bacilos mais largos ou mais finos, mais longos
ou mais curtos etc. Bacillus e Escherichia são gêneros bacterianos que apresentam forma de bacilos.
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Espiraladas
Células com formato espiralado, existindo dois tipos, espirilos e espiroquetas; os espirilos são bastonetes rígidos com formato
helicoidal, com número de espirais variados, capazes de se movimentar por meio de biotechelos; as espiroquetas são células muito
espiraladas, finas e flexíveis, que se movimentam de maneira incomum, através de torções na célula, que permitem que elas
atravessem tecidos e materiais viscosos. Leptospira interrogans, bactéria causadora da leptospirose, é um exemplo de espiroqueta.
Cocobacilos
São bacilos muito curtos. Bordetella pertussis é um cocobacilo que causa coqueluche.
Vibrião
Células curvadas com formato parecido com uma vírgula. Como exemplo, podemos citar o Vibrio cholerae, causador da cólera,
popularmente conhecido como “vibrião colérico”.
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É importante ressaltar que não é possível prever outras características das células com base apenas na sua morfologia. Por exemplo, o
conhecimento da morfologia de uma célula por si só não permite prever sua fisiologia, sua filogenia, seu potencial para causar doença ou qualquer
outra propriedade. A morfologia de uma célula é resultante da adequação daquele organismo ao seu habitat, sendo geneticamente codificada para
aumentar suas chances de sobrevivência.
Morfologia do domínio Eubactéria
Neste vídeo, a Professora Lívia Helena explica a Morfologia do domínio Eubactéria.
Estruturas fundamentais
Você sabe o que são estruturas fundamentais a uma célula?
São todas aquelas estruturas essenciais à vida da célula e à sua sobrevivência, estando presentes em todos os organismos.
Neste tópico, abordaremos as estruturas fundamentais das células procarióticas.
Membrana plasmática
A membrana plasmática é uma barreira de permeabilidade existente em todas as células, sendo responsável por separar o citoplasma do ambiente
externo. É uma estrutura extremamente importante.
itoplasma
Corresponde à área intracelular formada por uma substância coloidal, semi-fluida, chamada de citosol, na qual estão dispersas as organelas celulares.
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Um comprometimento da membrana plasmática pode resultar em perda da integridade da célula, extravasamento do
conteúdo citoplasmático e, consequentemente, morte celular.
A membrana plasmática é uma estrutura fina (possui de 8 a 10 mm de espessura) e fluida, composta tradicionalmente por uma bicamada
fosfolipídica e por proteínas. Os fosfolipídios contêm componentes:
Hidrofóbicos
Que não possuem afinidade por água, ou seja, são hidrofóbicos, como ácidos graxos.
Hidrofílicos
Que apresentam afinidade por água, como glicerol-fosfato.
Por esse motivo, os fosfolipídios da membrana formam uma bicamada: como se agregam em uma solução aquosa (as células são ricas em água),
os ácidos graxos dos fosfolipídios ficam direcionados para o interior, voltados uns para os outros, dando origem a um ambiente hidrofóbico,
enquanto as partes hidrofílicas ficam expostas ao citoplasma ou ao exterior da célula, ambientes ricos em água. Certas bactérias possuem
moléculas semelhantes aos esteróis em sua membrana plasmática, conhecidas como hopanoides. Os esteróis reforçam a membrana das células
eucarióticas, e os hopanoides realizam essa mesma função nas bactérias.
Estrutura da membrana plasmática de um eucarioto.
As proteínas podem se apresentar na membrana plasmática de diferentes maneiras. Muitas se encontram embebidas na membrana, sendo
conhecidas como proteínas integrais de membrana; outras apresentam apenas uma parte ancorada à membrana, enquanto algumas partes estão
voltadas para dentro ou para fora da célula; outras apresentam firme associação com a superfície da membrana, mas não estão embebidas nela,
sendo denominadas proteínas periféricas. Algumasdessas proteínas periféricas possuem uma cauda lipídica que faz essa ancoragem à membrana
(lipoproteínas).
As proteínas de membrana geralmente possuem superfícies hidrofóbicas nos locais em que atravessam a
membrana e superfícies hidrofílicas nos locais que mantêm contato com o ambiente externo e com o citoplasma.
As membranas plasmáticas das células procarióticas possuem mais proteínas do que as células eucarióticas, pois, como os procariotos não
possuem organelas e estruturas especializadas (como retículo endoplasmático, complexo de Golgi e mitocôndrias), muitas atividades bioquímicas
necessárias à sobrevivência da célula ocorrem na membrana. Assim, diversas proteínas que participam de processos de síntese, de transporte, de
respiração celular e de movimentação de flagelos, por exemplo, estão presentes nesta estrutura.
Em suma, a membrana plasmática desempenha importantes funções, como:
Separa o interior da célula do ambiente externo.
Compartimentalização 
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A membrana permite a interação da célula com o ambiente; bactérias e arqueias obtêm nutrientes do meio externo através da
permeabilidade da membrana e também por sistemas de transporte localizados nessa estrutura; além disso, substâncias (como produtos do
metabolismo) podem ser excretadas pela membrana. Alguns tipos de transporte não requerem energia, sendo chamados de transporte
passivo (exemplos: difusão passiva, osmose e difusão facilitada), enquanto outros tipos requerem energia na forma de ATP, força próton-
motiva ou mediante reações de fosforilação (exemplos: transporte ativo, translocação de grupo e sistema ABC).
Na membrana de procariotos, ocorre a síntese de importantes compostos, como, por exemplo, lipopolissacarídeos de bactérias gram-
negativas e parte da síntese da parede celular.
Na membrana de procariotos, ocorrem reações que resultam na geração de energia, como a respiração.
Parede celular
A parede celular é uma estrutura relativamente permeável que se encontra localizada acima da membrana plasmática. Em procariotos, ela é
responsável por proteger a célula contra a lise osmótica e mecânica, além de conferir à célula forma e rigidez. Por ser a estrutura mais superficial,
ela age como um receptor que permite a interação de proteínas e moléculas com a bactéria. Além disso, como as células humanas não possuem
parede celular, muitos antibióticos que apresentam como alvo a síntese dessa estrutura foram desenvolvidos; esses antibióticos tornam a célula
bacteriana mais susceptível à lise, resultando na morte da bactéria. O uso desses antibióticos é extremamente vantajoso para o tratamento das
infecções bacterianas.
Nas bactérias, o principal componente polissacarídico da parede celular é denominado peptideoglicano, que é o
responsável por conferir a rigidez da estrutura.
De acordo com a estrutura e composição química da parede celular, as bactérias podem ser classificadas em dois grandes grupos:
As bactérias gram-positivas possuem uma parede celular formada por uma camada espessa de peptideoglicano, e muitas apresentam ainda
moléculas ácidas chamadas de ácidos teicoicos.
Transporte de substâncias 
Atividades bioquímicas e de síntese 
Geração de energia 
Gram-positivas 
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Parede celular gram-positiva. 1- membrana plasmática, 2- peptideoglicano, 3- fosfolipídeo, 4- proteína, 5- ácido teicoico.
As bactérias gram-negativas possuem uma fina camada de peptideoglicano sobre a qual se encontra uma camada composta por
lipoproteínas, fosfolipídios, proteínas e lipopolissacarídeos (LPS), chamada de membrana externa, que corresponde a uma segunda
bicamada lipídica. A membrana externa é permeável a pequenas moléculas por possuir porinas, que são proteínas que atuam como canais
que permitem a entrada e saída de solutos; em geral, a membrana externa também possui componentes tóxicos para as células de
mamíferos, capazes de causar sintomas gastrointestinais (como diarreia, gases e vômitos) graves em humanos. Diferente das bactérias
gram-positivas, nas bactérias gram-negativas, existe, ainda, uma região chamada periplasma, localizada entre a membrana plasmática e a
membrana externa; essa região contém diferentes proteínas envolvidas em sistemas de transporte de substâncias.
Parede celular gram-negativa. 1- membrana plasmática, 2- periplasma, 3- membrana externa, 4- fospolipídeo, 5- peptideoglicano, 6- lipoproteína, 7- proteína, 8- LPS, 9- porinas.
A divisão das bactérias nesses dois grupos apresenta grande importância taxonômica.
A diferenciação das bactérias gram-positivas e gram-negativas é realizada através de uma técnica conhecida como Coloração de Gram. Ao final do
procedimento, as bactérias gram-positivas ficam coradas de roxo, e as gram-negativas, de Vermelho/rosa.
Bactéria gram-positiva Staphylococcus aureus coradas em roxo e bactéria Gram-negativa Escherichia coli corada em Vermelho/rosa.
Diferentemente das bactérias, as paredes celulares das arqueias não possuem peptideoglicano, sendo formadas principalmente por
polissacarídeos, proteínas ou glicoproteínas. A parede celular de arqueias metanogênicas, por exemplo, é formada por um polissacarídeo chamado
pseudomureína, que é bem parecido com o peptideoglicano. Outras arqueias podem apresentar, ainda, uma parede celular espessa formada por
polímeros de glicose, de ácido glicurônico, de ácido urônico galactosamina, dentre outros. Outro tipo comum de parede celular em arqueias é a
denominada camada S, que é uma superfície paracristalina formada por moléculas de proteínas e glicoproteínas entrelaçadas. A camada S é
resistente o suficiente para aguentar pressões osmóticas variadas e estabelecer a forma da célula, mas ela pode estar presente em bactérias junto
a outros componentes da parede celular.
Ribossomos
Gram-negativas 
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Os ribossomos são estruturas presentes no citoplasma e são formados por ácido ribonucleico e proteínas. São responsáveis por sintetizar todas as
proteínas indispensáveis à vida, participando como sítio de tradução do RNA mensageiro na síntese de proteínas. As proteínas sintetizadas nesse
processo podem apresentar as mais variadas funções, como, por exemplo, função estrutural ou enzimática.
A forma e a função dos ribossomos dos procariotos são semelhantes à dos eucariotos, porém os ribossomos dos eucariotos são maiores e
apresentam composição de proteínas diferentes. Veja a seguir:
Procariotos
Apresentam ribossomos 70S, que são formados pelas subunidades 30S e 50S.
Eucariotos
Possuem ribossomos 80S formados pelas subunidades 40S e 60S.
A informação para a síntese de proteínas está no DNA cromossômico; cada gene é um segmento de DNA que contém a informação necessária para
a síntese de uma proteína. A informação do gene é transcrita (ou copiada) para o RNA mensageiro, e este se complexa com o ribossomo no local
determinado para a síntese da proteína. O RNA de transferência (ou transportador) traduz a informação do RNA mensageiro e coloca os
aminoácidos em sítios específicos do ribossomo. O RNA transportador se liga a um aminoácido por uma extremidade, enquanto a outra
extremidade se liga ao códon (composto por três nucleotídeos) que está no RNA mensageiro. Os aminoácidos vão sendo adicionados até que a
síntese termine em uma sequência específica. Para que a síntese de proteínas ocorra, as duas subunidades do ribossomo devem estar acopladas.
Ribossomo.
Material genético
Todos os organismos possuem material genético ou genoma e, no momento da divisão celular, ele é transmitido aos descendentes. Nos
microrganismos procariotos, o material genético pode ser formado por dois elementos distintos: DNA cromossômico e DNA extracromossômico
(também conhecidocomo plasmídeo, que estudaremos no próximo tópico).
aterial genético
A informação genética se encontra na sequência de monômeros dos ácidos nucleicos, que são moléculas informacionais. Os ácidos nucleicos são
formados por sequências polinucleotídicas, e cada nucleotídeo é formado por três constituintes: um resíduo de açúcar-pentose (ribose no RNA e
desoxirribose no DNA), uma base nitrogenada e um grupamento fosfato.
Desenho esquemático de uma bactéria. (1) DNA cromossómico. (2) Plasmídeos.
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O DNA cromossômico é o principal constituinte do genoma dos procariotos; este DNA se encontra associado com proteínas, formando os
cromossomos. Na grande maioria das bactérias e arqueias, o cromossomo é formado por uma única molécula de DNA circular de fita dupla, ou seja,
é circular e único, e contém genes que são indispensáveis para a sobrevivência da célula.
Alguns procariotos possuem mais de uma molécula de DNA cromossômico e, outros, possuem o cromossomo linear.
As funções do cromossomo incluem transmitir características hereditárias e codi�car proteínas celulares.
Como as células procarióticas não possuem um núcleo envolvendo o material genético, ele se encontra disperso no citoplasma, mas de uma
maneira compactada e organizada em uma região conhecida como nucleoide. A compactação do DNA cromossômico ocorre em três níveis
distintos e é extremamente necessária, pois, quando estendido, o DNA é muito maior do que a célula que o contém. Por exemplo, o cromossomo da
bactéria Escherichia coli é aproximadamente 500 vezes maior que a célula. O DNA das células procarióticas é aproximadamente 1000 vezes menor
que o das células eucarióticas
Estruturas acessórias
Agora que já conhecemos as estruturas fundamentais, fica mais fácil imaginar o que são as estruturas acessórias, não é mesmo? Como o próprio
nome diz, são estruturas que não estão obrigatoriamente presentes em todas as células, mas oferecem características vantajosas às células que as
possuem. Então, vamos juntos conhecer um pouquinho sobre as principais estruturas acessórias das células procarióticas!
Estrutura bacteriana.
Cápsula
A cápsula é uma estrutura presente em muitas bactérias, tanto gram-positivas como gram-negativas, e se encontra localizada ao redor da parede
celular. Trata-se de uma estrutura fortemente aderida à parede celular, e, muitas vezes, ela se encontra covalentemente ligada ao peptideoglicano. A
cápsula geralmente é composta por uma grande variedade de polissacarídeos, mas proteínas também podem ser encontradas. Ela pode ser
descrita como uma matriz compacta, rígida e espessa, capaz de excluir partículas pequenas, como a tinta nanquim. Pode ser facilmente observada
com o auxílio de um microscópio óptico utilizando a tinta nanquim, pois, uma vez que este corante não é capaz de penetrar na cápsula, ela se
apresenta como um halo claro contra um fundo escuro.
Assim como outras camadas de superfície externa, as cápsulas apresentam várias funções, tais como:
I
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Adesão a superfícies sólidas, por vezes formando uma camada espessa de células, conhecida como biofilme; o biofilme pode ser formado sobre
dispositivos médicos utilizados pelos pacientes, como os diferentes tipos de cateteres, causando infecções difíceis de tratar.
II
Adesão a tecidos animais específicos, como, por exemplo, a adesão da bactéria Streptococcus mutans ao esmalte do dente, levando à formação da
placa dental.
III
Participação na patogênese microbiana (processo através do qual os microrganismos causam doença), pois participam da etapa inicial do
processo de infecção, que é justamente a adesão às células do hospedeiro.
IV
Atuação como fator de virulência, como no caso da bactéria Streptococcus pneumoniae, causadora da pneumonia bacteriana; essa bactéria possui
uma espessa cápsula polissacarídica que impede que o sistema imune do hospedeiro a reconheça como um invasor, evitando sua eliminação e,
consequentemente, resultando na instalação da doença.
V
Proteção da célula contra a dessecação em períodos de seca, devido a sua capacidade de se ligar à água.
Flagelos
A locomoção dos microrganismos é muito importante, pois permite que as células ocupem novos ambientes, muitas vezes representando novas e
melhores oportunidades de sobrevivência para determinada espécie. Muitos procariotos conseguem se deslocar devido à presença de estruturas
denominadas flagelos, que proporciona às células a motilidade natatória. Os flagelos de bactérias são apêndices muito finos e longos; uma
extremidade se encontra ligada à célula, enquanto a outra é livre, e sua rotação empurra ou puxa a célula em um meio líquido.
Os flagelos estão ancorados na membrana plasmática e na parede celular, possuem morfologia helicoidal e são formados por cópias da proteína
flagelina. De acordo com o padrão que os flagelos se ligam às células, elas podem receber diferentes classificações:
Flagelação polar
Fl l li d à d t id d d él l
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Flagelos ligados a uma ou às duas extremidades da célula.
Flagelação polar lofotríquia
Tufos de flagelos localizados em uma das extremidades da célula.
Flagelação polar an�tríquia
Tufos de flagelos localizados nas duas extremidades da célula.
Flagelação peritríquia
Flagelos presentes em vários locais ao longo da superfície celular.
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Fímbrias e pili
A superfície das células procariotas podem conter ainda estruturas denominadas fímbrias e pili. Trata-se de proteínas filamentosas que se projetam
da superfície celular e desempenham algumas importantes funções.
As fímbrias estão envolvidas com a adesão a superfícies, tanto inertes (levando à formação de biofilme em superfícies sólidas) quanto de animais
(no caso de bactérias patogênicas). As fímbrias são importantes para o desenvolvimento de algumas infecções, como:
Salmonelose
Causada por espécies de Salmonella.
Gonorreia
Causada por Neisseria gonorrhoeae.
Coqueluche
Causada por Bordetella pertussis.
Os pili, por sua vez, são estruturas mais longas presentes em poucas cópias na superfície da célula. São responsáveis por facilitar a troca genética
entre células durante o processo de conjugação, além de auxiliar também no processo de adesão. Além disso, a classe de pili conhecida como pili
tipo IV propicia à célula uma forma de motilidade pouco comum chamada de motilidade pulsante, em que a extensão e retração dos pili permite a
movimentação da célula sobre uma superfície sólida, além de participar também da transferência genética em algumas bactérias.
Grânulos de inclusão
Os grânulos de inclusão são normalmente encontrados em células procarióticas, tendo como principal função atuar como reserva de energia e
nutrientes para as células. São responsáveis pelo armazenamento de diferentes substâncias, como polissacarídeos, lipídios, enxofre e polifosfato,
que poderão ser usadas pelas células em situações desfavoráveis. Estas substâncias podem se encontrar envolvidas por uma membrana de
camada única que as deixam isoladas dentro da célula, mas alguns compostos já ficam isolados por serem insolúveis em água, não necessitando
de uma membrana.
A principal vantagem da existência dos grânulos de inclusão se deve à redução do estresse osmótico que seria
causado dentro da célula se essas substâncias permanecessem dissolvidas no citoplasma.
Assim, quando há excesso de carbono no ambiente, por exemplo, seu acúmulo em bactérias e arqueias pode ocorrer na forma de polímeros de
glicogênio, que é a maior reserva de carboidratos em procariotos, e também de poli-β-hidroxialcanoato (PHA), que representa uma reservade
lipídios; ambos são reservas de carbono e energia. Além disso, fosfato inorgânico pode ser acumulado na forma de grânulos de polifosfato, que
podem ser utilizados quando necessário para a síntese de ácidos nucleicos, fosfolipídios e ATP. Outros grânulos de inclusão são conhecidos em
procariotos, como o enxofre elementar armazenado por bactérias sulfurosas, minerais carbonatos armazenados por cianobactérias e
magnetossomos, que correspondem ao acúmulo de minerais magnetotáticos também por cianobactérias.
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Plasmídeos
Muitas bactérias e arqueias possuem, além do cromossomo, moléculas de plasmídeos ou DNA extracromossômico em seu citoplasma. Geralmente,
os plasmídeos são formados por uma molécula de DNA de fita dupla circular (mas também existem os de configuração linear) e são menores que o
cromossomo da célula.
A replicação dos plasmídeos ocorre de maneira independente do cromossomo celular. Além disso, eles variam muito em tamanho, podem
apresentar sequências de nucleotídeos bastante variadas e ser encontrados em diferentes números de cópias nas células. É comum que os
plasmídeos maiores sejam achados em menor número de cópias, enquanto os plasmídeos menores são geralmente encontrados em maior número.
Conjugação bacteriana (transferência de material genético entre duas células) com a transferência de plasmídeos de resistência.
Sua principal função é codificar proteínas que conferem características adicionais à célula, que não são essenciais à sobrevivência, mas são
vantajosas diante de certas condições ambientais. Por exemplo, o grupo de plasmídeos mais estudados são os que conferem resistência aos
antibióticos, conhecidos como plasmídeo R, através da codificação de proteínas capazes de inativá-los. Além disso, outras características
importantes para as células são conferidas por plasmídeos, como, por exemplo:
Endósporos
Durante o processo de esporulação, espécies de bactérias podem produzir endósporos. Estas células são extremamente resistentes a condições
adversas, como extremos de temperatura, radiação, produtos químicos, dessecamento e escassez de nutrientes. Sendo assim, essa estrutura
permite que o microrganismo seja capaz de sobreviver em condições de crescimento muito adversas.
sporulação
Processo de diferenciação celular. Em bactérias, ao final do processo de esporulação, as células vegetativas são substituídas por endósporos.
A dispersão dos endósporos é comum e ocorre através da água, do vento e do trato gastrointestinal de animais.
Resistência à radiação ultravioleta.
Produção de toxinas, enzimas e outras moléculas que causam danos aos hospedeiros.
Produção de fímbrias de adesão a tecidos.
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As espécies pertencentes ao gênero Bacillus são exemplos clássicos de bactérias esporuladas. Essas bactérias esporulam quando ocorre escassez
de algum nutriente essencial, como carbono ou nitrogênio, por exemplo. Nesses casos, elas param seu crescimento vegetativo e esporulam,
formando endósporos que podem ficar dormentes por muitos anos, voltando a se converter em células vegetativas apenas quando as condições
ambientais voltarem a se tornar favoráveis ao seu crescimento.
Bacillus anthracis.
Classi�cação das bactérias
As bactérias podem ser classificadas de acordo com diferentes critérios. Os principais são:
De acordo com a forma, as bactérias podem ser classificadas em cocos, bacilos, espiroquetas, espirilos e vibriões (como vimos
anteriormente).
De acordo com a composição da parede celular, as bactérias podem ser classificadas em gram-positivas e gram-negativas.
De acordo com o pH ótimo de crescimento, as bactérias podem ser classificadas como neutrófilas (crescem em pH neutro – faixa ótima de
pH > 5,5 e < 8), acidófilas (pH < 5,5) e alcalifílicas (pH > 8).
De acordo com a temperatura ótima de crescimento, as bactérias podem ser classificadas em psicrófilas (abaixo de 20ºC), mesófilas (entre
20 e 40ºC), termófilas (entre 45 e 80ºC) e hipertermófilas (acima de 80ºC).
De acordo com a fonte de energia utilizada para o metabolismo energético, as bactérias podem ser classificadas em quimiotróficas (aquelas
que utilizam compostos químicos para obter energia) e fototróficas (aquelas que utilizam a luz solar). As bactérias quimiotróficas ainda
Morfologia 
Parede celular 
PH 
Temperatura 
Metabolismo 
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podem ser classificadas de acordo com os compostos químicos que utilizam: bactérias quimiorganotróficas usam compostos químicos
orgânicos (como glicose -C6H12O6, acetato etc.), e as quimiolitotróficas, por outro lado, utilizam compostos químicos inorgânicos (como H2,
H2S, Fe2+ etc.). Por fim, também existe a classificação de acordo com a origem do carbono utilizado nos processos de obtenção de energia
(lembrando que o carbono é fundamental na produção de materiais para a célula). Assim, bactérias heterotróficas obtêm carbono de
compostos químicos orgânicos, enquanto as bactérias autotróficas utilizam como fonte de carbono o dióxido de carbono (CO2); dessa
forma, uma bactéria quimiorganotrófica é também heterotrófica.
As bactérias podem ser classificadas como aeróbias (quando precisam de oxigênio para o processo de respiração), anaeróbias (quando não
utilizam o oxigênio, vivendo da fermentação, respiração anaeróbia, fotossíntese ou metanogênese) ou facultativas (quando são capazes de
realizar os dois tipos de metabolismo: na presença de oxigênio, realizam a respiração aeróbia e, na ausência, realizam respiração anaeróbia
ou fermentação).
As bactérias são capazes de gerar uma série de infecções como pneumonia, meningites, infecções urinárias, bacteremia, apendicite, entre outras.
Para conhecer mais sobre as principais infecções bacterianas não deixe de visitar o explore mais.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
As células bacterianas possuem estruturas fundamentais e estruturas acessórias. As estruturas fundamentais estão presentes em todas as
células, enquanto as acessórias se encontram em apenas alguns grupos de bactérias. Dentre as opções abaixo, marque aquela que apresenta
apenas estruturas acessórias:
Respiração / fermentação 
A Membrana plasmática, parede celular e material genético.
B Cápsula, flagelos e ribossomos.
C Material genético, endósporos e grânulos de inclusão.
D Cápsula, flagelos e plasmídeos.
E Ribossomos, fímbrias e plasmídeos.
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Parabéns! A alternativa D está correta.
As estruturas acessórias de células bacterianas incluem cápsula, flagelos, fímbrias, grânulos de inclusão, plasmídeos e endósporos.
Questão 2
As bactérias podem apresentar diferentes morfologias, ou seja, formatos muito variados. Dentre as opções abaixo, apenas uma NÃO representa
uma morfologia bacteriana.
Parabéns! A alternativa D está correta.
As morfologias bacterianas mais comuns são cocos, bastonetes ou bacilos, espiraladas, cocobacilos e vibriões – ainda não foi descrita
morfologia tetraédrica em bactérias.
Considerações �nais
Ao longo desta jornada, exploramos os principais assuntos sobre o tema. Conversamos um pouco sobre a origem da vida em nosso planeta e as
condições ambientais no surgimento das primeiras células. Vimos também a importância do advento dos primeiros microscópios e como os
experimentos realizados por Redi e Pasteur conseguiram demonstrar que a vida só podia surgir a partir de outra vida, colocando um fim na Teoria da
Abiogênese.
Descrevemos o sistema binominal de classificação dos seres vivos, proposto por Linnaeus e utilizado até os dias de hoje, e todo o caminho
percorrido ao longodos anos pelos estudiosos para chegar aos três domínios da árvore da vida: Bacteria, Archaea e Eukarya. Estudamos, ainda, as
principais diferenças entre as células procarióticas e eucarióticas, bem como as características dos principais grupos de microrganismos.
Por fim, focamos na descrição da morfologia microbiana e de suas estruturas principais, dando especial atenção à forma e constituição das células
procarióticas, descrevendo as estruturas fundamentais, ou seja, aquelas que estão presentes em todas as células, e às estruturas acessórias, as que
não estão obrigatoriamente presentes em todas as células, mas que conferem características adicionais àquelas que as possuem.
A Formato de coco.
B Formato de vibrião (ou vírgula).
C Formato de bacilo.
D Formato tetraédrico.
E Formato espiralado.
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Em suma, o estudo da Microbiologia é muito amplo, envolvendo diversos grupos de microrganismos com características próprias e variadas. Este
tema nos permitiu abordar os principais tópicos necessários para termos uma visão bem geral da Microbiologia, com a intenção de despertar o seu
interesse em conhecer um pouco mais sobre este “mundo” fascinante dos seres invisíveis.
Podcast
Para encerrar, ouça agora um resumo dos principais pontos abordados neste conteúdo.

Explore +
Conversamos um pouco sobre a origem da vida. Para explorar mais sobre esse assunto, busque o artigo Origens da vida, de Augusto Damineli e
Daniel Santa Cruz Damineli.
Falamos também sobre a importância de Pasteur para a desmitificação da teoria da geração espontânea. Se quiser mais informações sobre a
história desse grande cientista, pesquise os artigos Pasteur: ciência para ajudar a vida, de João Augusto de Mello Gouveia-Matos, e Pasteur e a
geração espontânea: uma história equivocada, de Lilian Al-Chueyr Pereira Martins.
Ao longo do tema, apresentamos as diferenças entre as células eucariotas e procariotas. Para entender mais sobre esse assunto tão fascinante,
leia o capítulo Biologia celular e ultraestrutura, de Helene Santos Barbosa e Suzana Côrte-Real de Barbosa, disponível na página da Fiocruz.
Conversamos ainda sobre o prion, uma proteína que pode provocar doenças, como o mal da vaca louca, que gerou, ao longo dos anos, grande
polêmica no meio acadêmico, pois quebrou os dogmas centrais da biologia. Para conhecer um pouco mais dessa discussão, busque o artigo O
paradigma do prion, de Afonso Carlos Neves.
Conhecemos um pouco sobre o domínio Archae, que apresenta grande potencial biotecnológico. Para se aprofundar neste assunto, leia o
artigo Archaea: potencial biotecnológico, de Alexandre Machado Cardoso e outros autores, disponível na página da Fiocruz.
Estudamos ainda sobre o Reino Funghi. Para conhecer mais sobre esse reino, suas características morfológicas, nutrição, seu habitat,
metabolismo, sua importância e as principais doenças causadas por esses microrganismos, não deixe de ler o capítulo Micologia, de Aurea Maria
Lage de Moraes, Rodrigo de Almeida Paes e Verônica Leite de Holanda, também disponível na página da Fiocruz.
Para conhecer as principais bactérias de importância médica e suas infecções visite o Glossário de bactérias de importância médica do
Departamento de Microbiologia da Universidade de São Paulo.
Referências
MADIGAN, M. T.; MARTINKO, J. M.; BENDER, K. S.; BUCKLEY, D. H.; STAHL, D. A. Microbiologia de Brock. 14. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016.
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VERMELHO, A. B.; BASTOS, M. C. F.; BRANQUINHA, M. H. Bacteriologia Geral. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.
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