ESTRUTURA CELULAR E HISTÓRIA EVOLUTIVA DOS MICRO-ORGANISMOS

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ESTRUTURA CELULAR E
HISTÓRIA EVOLUTIVA DOS
MICRO-ORGANISMOS
Filogenia
● Traça os laços evolutivos entre
as formas de vida
● Três domínios evolutivos
(baseados na análise do DNA
ribossomal) - Bactéria e
Archaea (procariontes), e
Eukarya (eucariontes) -
Realizam tanto meiose quanto
mitose.
Diversidade microbiana
● Bactéria (organismos
procariontes) - Apenas realizam
mitose:
● Proteobacteria, e Gram
positivas e negativas
(Escherichia coli, Bacillus,
Streptomyces, Streptococcus,
Clostridium);
● Cianobactérias (organismos
fototróficos oxigênicos);
Morfologia bacteriana
● Bacilos – estrutura em forma de
bastão;
● Cocos – estruturas esféricas;
Estreptococos (em forma de
cadeia) e Estafilococos
(agrupamentos tipo cachos de
uva);
● Cocobacilos - são formados por
dois cocos juntos;
● Espiroquetas – estrutura
espiralada;
● Vibriões - Se assemelham a
bastões curvos, parecendo
exclusivamente uma vírgula.
● Archaea (organismos
normalmente extremófilos):
● Capacidade de crescer em altas
temperaturas (Archaea
pyrobolus) e extremos de pH
(tanto com elevada acidez e ou
elevada basicidade) -
Acidófilos (Natronobacterium)
e Alcalifílicos (Picrophilus);
● Podem ser classificados como
Quimiorganotróficas -obtém
energia a partir de compostos
orgânicos-, e os
Quimiolitotróficas - utilizam a
energia armazenada em forma
de compostos inorgânicos-);
● Algumas espécies de bactérias
fazem a utilização de energia a
partir do gás metano
(Methanobacterium) -
Organismos metanogênicos;
● Halófilos extremos –
Organismos que necessitam de
elevada quantidade de NaCl
(cloreto de sódio) para sua
sobrevivência (Halobacterium);
Componentes gerais de uma célula
● Membrana celular:
● Permite o trânsito de nutrientes
e substâncias para o meio
intracelular ou extracelular;
● Importante para a excreção e
secreção de produtos celulares;
● Citoplasma:
● Apresenta matérias e estruturas
dissolvidos ou suspensos em
água - Macromoléculas
(proteínas e ácidos nucleicos),
pequenas moléculas orgânicas,
Ribossomos (fábrica da síntese
proteica), e Íons inorgânicos.
Célula procariótica e eucariótica
Membrana citoplasmática - estrutura
presente nos organismos eucariontes
● Barreira de permeabilidade
seletiva (impede o
extravasamento passivo dos
constituintes citoplasmáticos);
● Entre suas funções, destaca-se:
Força próton motiva (estágio
energizado da membrana);
● Bicamada fosfolipídica
(agregados em solução aquosa);
● Interior da camada - Ácidos
graxos (porção hidrofóbica);
Exterior da camada – Glicerol
(porção hidrofílica);
● Proteínas imersas;
● Estrutura da membrana é
estabilizada por pontes de
hidrogênio e pelos íons Mg2+ e
Ca2+;
● Estrutura fluida – Mosaico
fluido (proteínas globulares
atravessam a bicamada
fosfolipídica altamente móvel);
● Espaço periplásmico em
bactérias gram-negativas
(região entre a membrana
citoplasmática e a membrana
externa);
● A membrana apresenta esteróis
que lhe conferem rigidez
(hopanoides em procariontes);
Transporte através da membrana
● Difusão - Passagem de
pequenas moléculas de um
meio mais concentrado para um
meio menos concentrado sem
gasto de energia (ocorre a favor
do gradiente de concentração);
● Osmose – É a difusão da água
através da membrana de um
meio com menor quantidade de
soluto para um meio de maior
quantidade de soluto, sem gasto
de energia;
● Aquaporinas – Acelera o
transporte de água,
funcionando com um canal que
auxilia no transporte da água.
Tipos de eventos no transporte
● Uniporpe – passagem de
moléculas em um único sentido
● Antiporte – passagem de
moléculas em dois sentidos,
enquanto uma entra, outra saí;
● Simporte – passagem de mais
de uma substância em único
sentido;
● Translocação de grupo – A
substância a ser transportada é
quimicamente modificada
durante o transporte;
● Transportadores ABC
(ATP-binding cassette) -
Envolve uma proteína
periplasmática de ligação, uma
proteína de transporte
(transportador ABC), ATP e
uma enzima de hidrolise do
ATP.
Parede celular
● Responsável pela forma da
célula;
● Confere rigidez a célula;
● Têm com função suportar a
pressão exercida pelos solutos
internos;
● Serve como ponto de
ancoragem para o flagelo.
Parede celular de bactérias gram-positivas
● Apresenta 90% de
peptidioglicano (arcabouço de
cadeias de glicano interligadas
por ligações peptídicas
cruzadas de aminoácidos);
● Ácido Teicóico (podem assumir
um papel no crescimento
celular, impedindo a ruptura
extensa da parede, como
também, fornecem boa parte da
especificidade antigênica da
parede – Tornando possível
identificar bactérias
gram-positivas em testes
laboratoriais) e Lipoteicoico,
assim como, ácido
n-acetilmurâmico e ácido
n-acetil-glucosamina;
Parede celular da bactéria gram-negativas
● Apresenta 10% de
peptideoglicano (também
conhecido como mureína);
● Presença de camada adicional
(membrana externa) composta
de lipopolissacarídeo (2ª
camada bilipídica, composta de
fosfolipídios, proteínas e
polissacarídeos) - Fornece uma
barreira para certos
antibióticos;
● Apresenta Porinas – São canais
que facilitam a entrada e saída
de substâncias hidrofílicas
(conferem permeabilidade à
membrana citoplasmática);
● Periplasma - Região entre a
face externa da membrana
citoplasmática e a face interna
da membrana, rica em
lipopolissacarídeo, também
contém enzimas hidrolíticas,
proteínas de ligação e
quimiorreceptores;
Coloração de Gram
● Esfregaço bacteriano fixado por
calor;
● Coloração com cristal violeta
(coloração primária de
tonalidade roxa);
● Utilização do lugol (usado
como fixador no corante cristal
violeta);
● Lava-se o esfregaço com
álcool-acetona – Nesta etapa é
conhecida como descoloração,
pois apenas as bactérias
classificadas como
gram-positivas permanecem
coradas pelo primeiro corante,
devido sua grande de
peptideoglicano;
● Coloração com safarina ou
fucsina (coloração vermelha).
Estruturas de células procariótica
Flagelos
● São apêndices longos e finos
ligados à célula por uma
extremidade, cuja função é a
locomotora;
● Composição: Filamento rígido
composto de proteína
(flagelina), Gancho – estrutura
conectiva que liga o filamento
ao corpo basal (motor flagelar),
Corpo basal – Consiste em uma
série de anéis que ancoram o
flagelo na membrana
plasmática e na parede celular;
● Dividi-se em Monotríquio
(apenas um flagelo),
Lofotríquio (Tufo de flagelos
em apenas um lado,
Anfitríquios (flagelos em
ambas as extremidades
celulares), Peritríquio
(distribuídos ao longo de toda a
célula).
Fímbrias
● Mais curtas e numerosas que os
flagelos;
● Conferem adesão a célula
hospedeira;
● Estão envolvidos na formação
do biofilme.
Pili
● Porção receptoras de vírus;
● Processos de conjugação em
procariotos – Nesse caso
especifico, o pili é denominado
de pili sexual, onde pode
ocorrer a transferência do DNA
de uma célula para outra,
possibilitando a adição de uma
nova função a célula receptora
(resistência a um antibiótico ou
a habilidade de degradar o seu
meio com maior eficiência);
● Responsável pela aderência em
tecidos humanos (bactérias
patogênicas).
Camada S
● Arranjo bidimensional de
proteínas de função
desconhecido;
● Pode corresponder a própria
parede celular em algumas
espécies de Archaea.
Glicocálix
● Cápsula ou limosa – Material
de natureza geralmente
polissacarídica depositado
externamente às células;
● Em algumas espécies
bacterianas, as cápsulas são
importantes para a contribuição
da virulência bacteriana
(medida do grau de que um
patogêo causa doença);
● Conferem aderência às
bactérias patogênicas e
participam na evasão do
sistema imune.
Endósporo (existente apenas em bactérias
gram-positivas)
● São células desidratadas
altamente duráveis, formados
dentro da membrana celular
bacteriana;
● Estruturas associadas à
resistência de condições
ambientais extremas
(temperaturas extremas, falta
de água, exposição a muitas
substâncias tóxicas e radiação.
Nucleóide
● Corpo nuclear da bactéria
contendo um único
cromossomo circular;
● Função: Transmitir a
informação genética durante a
multiplicação celular e
determina quaisproteínas e
enzimas que serão sintetizadas
pela bactéria.