GFP101 Bacteriologia de Plantas 2021 1 Histórico e Morfologia celular bacteriana

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2ª Aula – Bactérias Fitopatogênicas
 Histórico
 Morfologia e Anatomia da célula bacteriana
Prof. Ricardo Magela de Souza
Bacteriologia de Plantas/Coordenador
Ricardo Magela de Souza
2016
2018
2005
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2ª Aula – Bactérias Fitopatogênicas
Literatura recomendada
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Literatura recomendada
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2ª Aula – Bactérias Fitopatogênicas
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2ª Aula – Bactérias Fitopatogênicas
Literatura recomendada
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 Bacteriologia de Plantas
	Ramo da Microbiologia 
	Mikros (pequeno), Bio (vida), Logos (estudo)
Microrganismo - origem: 4 bilhões de anos
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2ª Aula – Bactérias Fitopatogênicas
Histórico
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Microrganismos < 1 mm (visão humana não pode alcançar)
Antoni Van Leeuwenhoek 1632-1723 
1663 - Holanda 
A descoberta do mundo microscópico 
Primeiro a visualizar uma célula bacteriana
Microscópio
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2ª Aula – Bactérias Fitopatogênicas
Histórico
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1880 - EUA
 	Visualizou a exsudação bacteriana e afirmou como a provável causa da Queima da pereira e macieira
	 Micrococcus amylovorus
Thomas J. Burril (1839-1916) 
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1899 – 1902 Polêmcia científica:
Erwin F. SMITH (Americano) X A. Fischer (Alemão) 
Smith venceu
 
	Aplicou os Postulados de Koch e provou de forma definitiva:
Queima da pereira e macieira – Erwinia amylovora
 Tumor ou galha da roseira - Agrobacterium tumefasciens
 Murcha das solanáceas – Ralstonia solanacearum
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Erwinia amylovora - Queima da Pereira e Macieira
Fonte: http://www.nysaes.cornell.edu/pp/extension/tfabp/factshts/pome/firepm/firepm5.html
Fonte:http://www.apsnet.org/online/Archive/PDCoverImages/2003v87/oct_3.jpg
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Galha da coroa em Roseira - Agrobacterium tumefaciens 
Foto: Ricardo Magela de Souza
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Foto: A.F. Lima Neto – grupo Ricardo Magela de Souza
Murcha bacteriana em tomateiro - Ralstonia solanacearum 
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Anatomia e Morfologia da Célula Bacteriana
Souza, RM; Zacaroni, AB & Ferro, HM. 2020
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Anatomia e Morfologia da Célula Bacteriana
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A. Micrococcus; B. Diplococcus; C. Staphilococcus; D. Streptococcus; E. Bacillus; F. Corynebacterium; G. Bacillus typhy; H. Proteus; I. Spirillum; J. Cyphilis Bacteria; K. Nitrogen fiding bacteria; L. Thiospillum; M. Vibrium. 
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Tamanho da Célula Bacteriana
Variam de 0,3 por 0,8 µm até 10 por 25 µm 
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Forma das Células Bacterianas Fitopatogênicas
Bastonetes retos 1 - 2 µm 
(microscópio: 0, 2 µm em objetiva de imersão 1:100x
Bacillus subtilis
Pseudomonas syringae : James Kremer and Sheng Yang He. 
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CÉLULA PROCARIOTA (BACTERIANA)
CÉLULA EUCARIOTA
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Todar's Online Textbook of Bacteriology, 2008 
Esquema em corte de uma célula bacteriana típica ilustrando componentes estruturais 
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Cápsula Bacteriana 
É em sua maioria composta por polissacarídeos
Funções
	Fator de virulência , pois aumenta a 
habilidade de uma bactéria causar doença 
	Proteção contra a Fagocitose
  	Proteção contra desidratação, pois a cápsula também contém água
 	Confere proteção contra o ataque de Bacteriófagos e a maioria dos materiais hidrofóbicos, como Detergentes	
Atua na adesão da bactéria às células do hospedeiro
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  Cápsulas de Acinetobacter sp. observadas por coloração negativa das células em microscopia de contraste de fase. A tinta nanquim não penetra na cápsula e, portanto, a cápsula aparece como uma área clara ao redor da célula, que parece preta
Micrografia eletrônica de uma seção delgada da célula de Rhizobium trifolii corada com vermelho de rutênio para revelar a cápsula. O diâmetro da célula propriamente dita (sem incluir a cápsula) é de cerca de 0,7 µm
Cápsula Bacteriana 
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Madigan et al, 2009
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Monotríquia
Lofotríquia
Anfitríquia
Peritríquia
Atríquia
Flagelos
-Locomoção: movimento rotatório 
 -Ancorado na superfície da célula 
 -Proteína flagelina
	Formam longos filamentos que partem do corpo da bactéria e se estendem externamente à parede celular 
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Flagelos bacterianos. Fotomicrografias de luz de procariontes contendo diferentes arranjos de flagelos. As células estão com coloração de Leifson para flagelos. (a) Peritríquia. (b) Monotríquia. c) Lofotríquia.
Madigan et al, 2009
Todar's Online Textbook of Bacteriology, 2008 
Flagelos bacterianos de Rhodospirillum centenumas observados por coloração negativa no microscópio eletrônico de transmissão. (a) Monotríquia. As células do R. centenum são normalmente monotríquias, mas sob certas condições de crescimento formam células Peritríquias
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Flagelos
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b
a
Estrutura e função do flagelo em bactérias gram-negativas. Um modelo de “turbina de prótons” foi proposto para explicar a rotação do flagelo.
Madigan et al, 2009
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Flagelos
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(e)
Quimiotactismo positivo: bactérias nadam em direção a compostos químicos atrativos, como carboidratos 
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Gram positiva
Gram negativa
Parede Celular
Principal componente: Peptidoglicano	
Madigan et al, 2009
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Parede Celular
Principal componente: Peptidoglicano 
	É formado por dois tipos de açucares, ácido N-acetil-murâmico e N-acetilglucoseamina, e alguns aminoácidos
	É a estrutura que confere rigidez à parede celular de bactérias, determina a forma da célula e protege da lise osmótica, quando em meio hipotônico
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	Estrutura das unidades de repetição do peptidoglicano. É encontrada em Escherichia coli e na maioria das outras bactérias gram-negativas
Estrutura em Rede
Madigan et al, 2009
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Parede Celular
Peptidoglicano
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	É composta por volta de 90% por peptídeoglicano, cerca de 20 camadas 
	O restante da parede é composto essencialmente por ácidos teicóicos, que são polímeros de glicerol ou ribitol ligados a açúcares ou aminoácidos e conectados entre si por meio de grupamentos fosfato
Madigan et al, 2009
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Parede celular - Bactérias Gram positivas
Camada interna: Poucas camadas de peptidioglicano (cerca de 10%)
Camada externa ou Membrana : Lipopolissacaríedo (LPS), Proteínas (porinas, lipoproteínas)
Espaço periplasmático – entre as membranas externa e citoplasmática 
Parede celular - Bactérias Gram negativas
Madigan et al, 2009
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Lipopolissacarídeo – LPS
Importante no reconhecimento do hospedeiro
Determinante antigêncio
Parede Celular Gram Negativa – camada externa
3 componentes ligados covalentemente: lipídeo A, Core R (cadeia curta de oligossacarídeos de 6e 7 C) e Cadeia Lateral O (cadeia polissacarídea mais longa, contendo galactose, glucose).
Madigan et al, 2009
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Gram positiva
Gram negativa
Madigan et al, 2009
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Teste de Gram
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Estrutura da membrana citoplasmática. A superfície interna (In) está voltada para o citoplasma e a superfície externa (Out) está voltada para o meio ambiente. Os fosfolipídios compõem a matriz da membrana citoplasmática, com os grupos hidrofóbicos direcionados para dentro e os grupos hidrofílicos voltados para o exterior, onde se associam com a água. Embutidos na matriz estão as proteínas que são hidrofóbicas na região que atravessa a bicamada de ácido graxo. Proteínas hidrofílicas e outras substâncias carregadas, como íons metálicos, podem se ligar às superfícies hidrofílicas. Embora existam algumas diferenças químicas, a estrutura geral da membrana citoplasmática mostrada é semelhante em procariotas e eucariotos.
Membrana Citoplasmática
Madigan et al, 2009
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	Barreira de permeabilidade da célula que separa o citoplasma do ambiente 
 	Transporte de substâncias 
Madigan et al, 2009
Membrana Citoplasmática
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Mesossomos na divisão celular
Mesossomos
Processos de obtenção de energia: respiração 
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Poly-β-hidroxibutirato (PHB). (a) Estrutura química do PHB, um poli-p-hidroxialcanoato comum. Uma unidade monomérica é mostrada em cores. Outros polímeros de alcanoato são feitos substituindo os hidrocarbonetos de cadeia mais longa pelo grupo –CH3 no carbono β. (b) Micrografia eletrônica de uma fina seção de células da bactéria fototrófica Rhodovibrio sodomensis contendo grânulos de PHB.
Inclusões Poly-beta-hidroxibutirato
Madigan et al, 2009
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RIBOSSOMOS
As estruturas granulares distribuídas por todo o citoplasma são ribossomos celulares.
Todar's Online Textbook of Bacteriology, 2008 
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www.icb.ufmg.br/prodabi/grupo6/, 2009
Ribossomos
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Geralmente está dividido em dois tipos de estruturas 
	Cromossomo bacteriano ou nucleóide 
	Plasmídeos
Conteúdo de DNA das Bactérias 
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Cromossomo ou Nucleóide 
	Geralmente é uma estrutura única e circular, formada por uma molécula de DNA que fica presa à parte interna da membrana plasmática
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Cromossomo Bacteriano
	Contem os genes que codificam para proteínas essenciais para o funcionamento da célula
             Possui poucas regiões que não são genes
	É comum que genes relacionados com a mesma função ou via metabólica fiquem agrupados e sejam transcritos juntos (em uma mesma fita de mRNA) constituindo uma "unidade de transcrição". A tradução desse mRNA origina as proteínas codificadas pelos genes que fazem parte da região que foi transcrita
	Não contém genes interrompidos (são exceções os genes com íntrons)
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Cromossomo ou Nucleóide 
	O anel de DNA é reduzido em seu volume por meio da formação de alças. Cada alça gerada no nível anterior forma inúmeras alças menores, compactando ainda mais o DNA 
	A configuração resultante ainda deve se dobrar sobre si mesma para finalizar o processo de compactação, passando a constituir o que chamamos de nucleoide
Madigan et al, 2009
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	O elevado grau de compactação é que permite que uma estrutura maior que a célula esteja presente no interior da mesma.
	Durante todo o ciclo celular, esta estrutura do DNA compactado é mantida, ocorrendo a descondensação apenas durante a replicação e também durante a transcrição.
Madigan et al, 2009
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Cromossomo ou Nucleóide 
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	O cromossomo bacteriano e plasmídeos bacterianos, como visto no microscópio eletrônico. Os plasmídeos (setas) são as estruturas circulares e são muito menores que o DNA cromossômico principal. A célula (grande estrutura branca) foi quebrada suavemente para que o DNA permanecesse intacto.
Plasmídeos 
Madigan et al, 2009
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PLASMÍDEOS
	Moléculas de DNA circulares e pequenas que ficam livres no citoplasma
  	Contêm genes que codificam para proteínas relacionadas a vantagens adaptativas como resistência a antibióticos e capacidade de degradar moléculas que eventualmente apareçam no meio
	Geralmente cada célula tem vários plasmídeos (iguais ou diferentes)
            	Podem ser transferidos horizontalmente (sem ser por reprodução)
OBS.: A aquisição de plasmídeos depositados no ambiente após a morte de uma célula é um dos mecanismos relacionados com o rápido desenvolvimento de bactérias com resistências múltiplas a antibióticos. Essa aquisição (denominada de transformação) não respeita barreiras entre espécies (plasmídeos de uma espécie podem ser incorporados ao citoplasma de outra espécie) 
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