Estrutura e Tamanho de Bactérias

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MICROBIOLOGIA 
Estrutura, arranjo e tamanho de bactérias 
As bactérias podem apresentar vários formatos, os de mais interesse são as 
esféricas (cocos), cilíndricas (bacilos) e espiraladas (espirilos). 
As bactérias cocos, quando se dividem, podem permanecer unidas uma com as 
outras, surgindo pares, como diplococo, cadeias (estreptococos) e cachos 
(estafilococos). 
Em relação ao tamanho a regra geral é que varia de 1 a 5 µm 
 
A maior parte dos bacilos apresentam-se como isolados, diferentemente dos 
cocos. 
Monomórficas: as bactérias, normalmente, são monomórficas, ou seja, 
mantem uma única forma. 
Uso de corante para vê-los: uma vez que esses microrganismos são 
transparentes, é frequente o uso de corantes para melhor visualização de 
suas formas e tipo de arranjo. Os métodos usados são os de Gram. 
O método de coloração de bactérias, desenvolvido por Christian Gram, 
permite dividir as bactérias em dois grandes grupos: Gram negativas e Gram 
Positivas. 
Método: a coloração de Gram consiste em um esfregaço bacteriano, fixado 
pelo calor, com os seguintes reagente: cristal de violeta, lugol, álcool e 
fucsina. 
Como isso acontece? Como umas ficam “roxas” e outras “rosa”: toda 
bactéria, seja ela Gram-positiva ou Negativa, vai se corar pelo cristal de 
violeta e lugol, adquirindo assim a cor roxa, devido ao complexo formado em 
sua parede bacteriana, membrana e citoplasma. 
Todavia, na segunda parte, quando elas são tratadas pelo álcool, apresentam 
comportamento diferente: as Gram-Positiva não deixam descorar pelo álcool 
(a “tinta” ainda fica lá presa e não sai), enquanto as Gram-Negativas, perdem 
a cor do roxo que tinham, ou seja, se descoram. Ai, ao receber 
Fucsina/Safranina, a bactéria Gram-negativa, que estava descorada, 
consegue pegar cor e fica ROSA/vermelha. 
Após isso, ao analisar, temos: pelo método de Gram, as bactérias Gram-
positivas se apresentam de cor ROXA e as Gram-negativas, de cor 
AVERMELHADA. 
 
ESTRUTURA BACTERIANA 
Temos estruturas típicas das bactérias, que estão na maioria delas: 
 
MEMBRANA CELULAR 
o Também chamada de membrana citoplasmática ou plasmática, tem 
espessura de 8nm. 
o Barreira que separa o meio interno (citoplasma) do meio esterno. 
o Essa membrana é composta por proteínas imersas em uma bicamada 
lipídica, sendo os fosfolipídios os mais importantes. 
o Os Ác.Graxos dos lipídios causam a condição hidrofóbica na porção 
interna da membrana, enquanto a parte hidrofílica ficam exposta ao 
meio externo aquoso. Além das interações hidrofóbicas e pontes de 
hidrogênio, cátions como Mg++ e Ca++ são responsáveis pela 
manutenção da integridade da membrana. 
o Diferentemente da membrana dos eucariotos, a membrana dos 
procariontes não apresenta esteróis. 
o Veja as funções da membrana citoplasmática dos procariotos: 
- Transporte de Solutos: atua como uma barreira seletiva, impedindo 
o circulamento livre de moléculas e íons, possibilitando a concentração 
de metabólicos específicos dentro da célula. Além do mais, a excreção 
de substancias também é realizado através da membrana. 
Moléculas hidrofílicas (lembre-se que o meio interno é hidrofóbico), 
polares, como ácidos orgânicos, AA, ácidos orgânicos, não conseguem 
passar livremente pela camada para o meio externo, bem como do 
externo para o interno. Esse transporte ocorre atráves de “proteínas 
de transporte de membrana”. 
Proteínas responsáveis pelo transporte apenas de uma substancia, 
chama-se “Uniport”. Já as que carregam duas substâncias ao mesmo 
tempo, uma de interesse da célula e outra para receber a de interesse, 
chama-se “cotransportadora”, nessa o transporte pode ocorrer na 
mesma direção, chamado simport, ou em direções opostas, antiporte. 
Lembre-se que alguns carreadores tem alta especificidade por certas 
moléculas e não realizam o transporte de qualquer uma. 
Temos alguns tipos de mecanismos de transporte: difusão facilitada 
(sem gasto de energia, a favor do gradiente de concentração, ou seja, 
do meio mais concentrado para o menos concentrado). Temos também 
Transporte ativo (há gasto de energia, a sustância a ser transportada 
se liga a um ou mais carreadores de membrana que liberam-a para 
dentro da célula). Já o mecanismo de Translocação de grupo, a 
susbstancia é alterada para a passagem, ocorre uma fosforilação. 
 
- Produção de energia por transporte de elétrons e fosforilação 
oxidativa. 
- Biossíntese 
-Duplicação do DNA 
- Secreção 
- Mesossomo (invaginações da membrana citoplasmática, que podem 
ser simples dobras, estruturas tubulares ou vesiculares). 
* Junções de Bayer. Exemplo de possível mecanismo de secreção das proteínas que 
formam a parede das bactérias Gram-negativas. As proteínas são sintetizadas em nível 
da membrana plasmática e, através das junções de Bayer, são transferidas para o lado 
externo da célula. 
 
PAREDE CELULAR 
 
o A parede celular nas bactérias serve como uma forma para elas não 
“estourarem”, pois, sua pressão osmótica em seu interior é muito mais 
alta que do meio externo. 
o O que dá “forma” as bactérias, para que elas sejam cocos, bacilos, etc... 
é devido a parede celular. Sem a parede, as bactérias perderiam sua 
forma e até se romper. 
o A parede celular deve a rigidez da bactéria, é encontrada apenas em 
procariotos e possui o peptídeoglicano a maior parte para as bactérias 
Gram-positivas (cerca de 50%), ao passo que nas Gram-Negativas não 
é tanto (não ultrapassa 5%). 
o A parede célula atua como primer ou iniciadora da sua própria 
biossíntese, dando origem ao septo que separa as duas novas células 
vindas da divisão celular 
o A parede celular das bactérias Gram-Negativas diferentemente das 
Gram-Positivas possui varias camada e é mais complexa que a Positiva, 
que apesar de mais espessa, apresenta predominantemente um único 
tipo de macromolécula. 
 
Bactérias Gram-Positiva 
 
o Na parede celular encontramos uma rica camada de peptídeoglicano 
(50-70%), seguido de proteínas e ácidos Teicoicos. 
o Parede celular espessa, mas isso não influencia em nada em sua 
resistência. 
o A Gram-Positiva não tem membrana externa, mas tem ácidos que 
ajudam em sua aderência, como ácidos Teicoicos. 
o Elas se autodestroem. Mas os ácidos presentes na membrana possuem 
mecanismos de regulação das autolisinas, que são enzimas que atuam 
durante a divisão celular. Assim, os ácidos tecoicos impedem quebras 
excessivas da parede celular para que não ocorra a lise da célula. 
o Esses ácidos tecoicos são importantes antígenos celulares, ajudam na 
identificação da bactéria por células do sistema imune. 
 
 
Bactérias Gram-Negativas 
o Por mais que a parede nas Gram-negativas, é mais fina, é descorada 
facilmente pelo álcool e possui uma camada de apena 5% de 
peptídeoglicano, ela possui uma parede mais complexa!!! 
o Possui uma membrana externa. O espaço que separa a membrana 
interna da membrana externa, se chama espaço periplasmático (contém 
alta concentração de enzimas degradadoras e proteínas de transporte) 
o A parede das bactérias Gram-Negativas é mais fáceis a quebra devido 
a menor concentração de peptídeoglicano 
o Os ácidos Teicoicos não estão presentes em bactérias Gram-
Negativas. 
o A membrana externa das Gram-Negativas possui lipoproteínas e a 
interna fosfolipídios. Logo, o interior é hidrofóbico e a parte externa 
é hidrofílica. 
o A membrana externa, contendo Lipopolissacarídeos, é constituído de 
Lipídio A – é tóxico, onde provoca respostas fisiológicas (febre em 
animais e humano). Além disso, esse lipídio A confere as 
características antigênicas em bactérias Gram-Negativas. 
o A membrana externa das bactérias Gram-Negativas possui também um 
mosaico fluido repleto de proteínas com várias funções, como: 
 - Porinas: forma poros, onde podem ter a passagem passiva de 
solutos, inclusive antibióticos. 
 - Proteínas de membrana externa 
 - Lipoproteínas 
Essa parede externaque as bactérias Gram-Negativas possuem, é 
composta, principalmente, por polissacarídeos de carga positiva. E 
essas características evitam as mesmas de serem capturadas e 
destruídas pelas células do sistema inune. 
o Além disso, a existência da membrana externa nas bactérias Gram-
Negativas confere as mesmas uma barreira hidrofóbica adicional. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Coloração ácido-resistente 
certos microrganismos possuem nas suas paredes, ácidos graxos de cadeia 
longa (ácido micólico), que conferem impermeabilidade ao cristal violeta a 
outros corantes básicos. Calor ou detergentes devem ser usados para 
permitir a entrada de corantes primários nessas bactérias. Uma vez 
dentro da célula bacteriana, o corante não é eliminado mesmo com solvente 
álcool-ácido. São as microbactérias. 
 
CÁPSULA 
o Cápsula é uma camada que fica ligada à parede celular. É como se fosse 
um revestimento externo. Além disso, podem desempenhar papéis 
muito importante, tais como: 
- Reservatório de água, pois são formadas por moléculas hidratadas e 
servem como proteção contra dissecação do meio e podem ser fonte de 
nutrientes. 
- Aumento da capacidade invasiva de bactérias patogênicas: as 
bactérias encapsuladas são escorregadias e escapam à ação de fagócitos. 
- Aderência: as cápsulas possuem receptores específicos que servem 
como sítio de ligação com outras superfícies. 
- Formação de biofilmes: primeiramente, lembre-se que as cápsulas 
bacterianas são substancia poliméricas extracelulares (SPE), ou seja, são 
polímeros orgânicos que são produzidos pelos procariotos e depositados 
para fora da parede celular. 
Assim, por causa dessas SPE, bactérias podem produzir “Biofilmes” ou 
“Placas bacteriana”, ou seja, comunidade de bactérias envoltas por 
substancias, como açucares, produzidos pela própria bactéria, que confere 
a comunidade proteção contra diversos tipos de agressões, como falta de 
nutrientes, uso de antibióticos ou algum químico usado para combater a 
bactéria. 
o Esses aglomerados microbianos podem causar atividade corrosiva, como 
perfurações, além de que eles têm alto poder de aderir a diferentes 
superfícies, desde o interior de vasos sanguíneos até a cateteres. 
o Além disso, a formação dessas placas bacterianas confere um aumento 
do poder infectante de alguns tipos de bactérias, ou seja, elas se 
tornam mais infecciosas ao se ligarem a certas superfícies. 
 
FLAGELOS 
o Ficam aderidos a membrana citoplasmática 
o Nem todas bactérias têm flagelos! 
o O comprimento do flagelo é geralmente maior que da célula. 
o Muitas espécies de bacilos apresentam flagelo, enquanto raramente 
ocorrem em cocos. 
o Confere movimento a célula, e é o formado por uma estrutura basal, 
um gancho e um longo filamento que é externo a membrana. 
o Esse filamento externo é composto por uma única proteína, a Flagelina. 
 
 
PILI (FIMBRIAS) 
o Muitas bactérias Gram-negativas possuem apêndices filamentosos 
proteicos, que não são os flagelos, e sim as pili, ou fimbrias. 
o Podem ser vistas apenas em microscopia eletrônica 
o Não desempenham um papel tão relativo à mobilidade, pois são 
encontradas em espécies móveis e não móveis. 
o Servem como um condutor de material genético (transferência de 
plasmídeos). 
o Ajudam na aderência da bactéria a superfícies, como tecidos para 
obter nutrientes. 
 
NUCLEOIDE 
o Nucleoide bacteriano ou DNA bacteriano, pode ser visto em 
microscópico optico. 
o Ausência de membrana nuclear e aparelho mitótico. 
 PLASMÍDIOS 
o Moléculas circulares de DNA que ficam dispersos no citoplasma 
bacteriano. 
o Os genes desses DNA circulantes não determinam características 
essenciais, porém, confere vantagem seletivas as células que 
possuem. 
o São capazes da autoduplicação independentemente da replicação 
cromossômica. 
o Exemplo de plasmídeos: fatores sexuais, fatores de resistência a 
antibióticos, etc. 
Dentro do citoplasma bacteriano há substâncias insolúveis essenciais: 
RIBOSSOMOS 
o Partícula citoplasmática onde ocorre a síntese de protéinas 
o Composto de RNA (60%) e Proteína (40%) 
GRÂNULOS 
o Grânulos bacterianos são estruturas no citoplasma das bactérias que 
armazenam substâncias de reserva. 
o Um tipo comum de grânulo é o poli-β-hidroxibutirato (PHB), um polímero 
lipídico usado na produção de plásticos biodegradáveis. 
o Outros polímeros armazenados por bactérias incluem glicogênio, amido e 
polifosfatos. 
o O armazenamento dessas substâncias na forma de polímeros insolúveis 
ajuda a evitar o aumento excessivo da pressão osmótica interna da 
célula. 
o Embora a formação desses polímeros exija energia, eles podem ser 
posteriormente utilizados para produzir ATP, fornecendo energia vital para 
a célula, mesmo quando não está se multiplicando. 
ESPOROS 
o Estruturas formadas por algumas espécies de bactérias Gram-
positivas, sobretudo do gênero Clostridium e Bacillus, quando o meio 
fica carente de água nutrientes. 
o A formação desses esporos é uma diferenciação celular que ocorre em 
situações desfavorável do meio ambiente. 
o Bactérias capazes de esporular são mais comuns no solo. 
o Uma vez completada a esporogênese, o esporo é liberado no ambiente 
e pode sobreviver por muitos anos por diversas condições. 
 
 
 
 
 
 
 
FATORES DE VIRULÊNCIA 
 
o Interação microbiano-hospedeiro: A infecção e a doença resultam de uma série 
de eventos complexos nos quais os microrganismos interagem com o 
hospedeiro. Isso inclui a formação de biofilme, variação de hidrofobicidade da 
superfície e a presença de genes que codificam fatores de virulência. 
o Interconexão entre bactérias: As bactérias podem interagir sinergicamente, 
aumentando seu potencial patogênico. 
o Fatores predisponentes do hospedeiro: Eles desempenham um papel crucial no 
processo patogênico e na instalação da doença. 
o Necessidade de compreensão mais profunda: O estudo das doenças infecciosas 
não deve se limitar ao diagnóstico e tratamento. É importante entender como o 
organismo se defende e como ocorre a interação entre hospedeiro e parasita 
para prevenir a doença. 
o Processo de instalação da doença: O processo geralmente ocorre em três 
etapas: contato, invasão e disseminação. 
o Fatores de virulência: São estruturas ou metabólitos bacterianos que 
permitem que o patógeno entre, replique, dissemine e persista no hospedeiro. 
Eles incluem mecanismos de destruição ou escape do sistema imunológico. 
o Definição de virulência e patogenicidade: Patogenicidade refere-se à capacidade 
de causar dano ao hospedeiro, enquanto virulência é a capacidade relativa de 
causar dano. A classificação de um fator de virulência depende dos atributos 
bacterianos. Ou seja, a Patogenicidade é a capacidade do agente infeccioso de 
induzir ou provocar uma doença. Já a virulência seria o grau dessa 
patogenicidade, de causar danos, assim, quanto maior a virulência de um 
microrganismo, mais severa é a doença que ele pode causar. 
 
o Adesão: É um estágio crucial para a infecção bacteriana, pois permite que 
os micro-organismos resistam a mecanismos de expulsão e proliferem nos 
tecidos do hospedeiro, como expulsão das células ciliadas do trato 
respiratório. 
o Adesinas: São estruturas proteicas responsáveis pela adesão bacteriana às 
células do hospedeiro, reconhecendo e ligando-se a sítios específicos nos 
receptores da superfície celular do hospedeiro. 
o Tipos de interação: Existem três tipos principais de interação entre 
adesinas e receptores: i) interação mediada por lectinas, ii) interações 
entre proteínas bacterianas e do hospedeiro, e iii) interações envolvendo 
hidrofobinas. 
o A ligação entre lectinas bacterianas e carboidratos do hospedeiro é a 
interação mais comumente observada no processo de adesão; 
o Fímbrias ou Pili: São apêndices formados por proteínas em forma de bastão 
que se estendem para fora da bactéria, facilitando a adesão à superfíciedo 
hospedeiro. Temos uma diversidade de tipos de fimbrias, elas são mais 
comuns em bactérias Gram-Negativa. 
o Adesinas afimbriais: São proteínas diretamente associadas à superfície da 
célula bacteriana, facilitando a adesão à superfície do hospedeiro. 
 
ADESINAS AFIMBRIAIS 
Essas adesinas afimbriais são estruturas da superfície celular das bactérias 
que estão envolvidas no processo de adesão da célula do hospedeiro. 
Não se assemelham as fimbrias e pilis. 
Proteínas embutidas associadas a membrana externa (lembre-se que apenas 
as Gram-Negativas possuem membrana externa). 
Nas células Gram-positiva, essas adesinas afimbriais tem sido relacionada 
como proteínas autotransportadoras e lipopolissacarídeos (LPS). 
Essas adesinas se ligam às moléculas da matriz extracelular de hospedeiro, 
como colágeno, fibronectina e ác. Hialurônico. 
FIMBRIAS X PILI 
o As Fimbrias são estruturas de adesão, mais comumente encontradas 
em bactérias Gram-negativas. A fimbrias são importantes para 
colonização inicial e formação de biofilmes. 
o Já as pili, são mais longas e grossas que as fimbrias. São menos comuns 
e podem ser encontradas tanto em Gram-negativa quanto Gram-
Positiva. São importantes na conjugação bacteriana, ou seja, no 
processo de transferência de material genético entre bactérias. Mas 
podem também ter um papel parecido com as fimbrias de adesão e 
colonização. 
CONSEQUÊNCIAS DA ADERÊNCIA 
Biofilmes bacterianos são agregados de bactérias que estão em uma 
superfície biótica ou abiótica. 
Formado por polímeros de carboidratos que as próprias bactérias fazem e 
ajudam a manter a resistência e estrutura do biofilme. 
A formação do biofilme começa com a adesão de uma ou mais bactérias, as 
quais se multiplicam e liberam polissacarídeos, mantendo assim o agregado e 
servido de nutriente para as mesmas. 
Nesse agregado posso ter várias espécies diferentes, onde fazem 
comunicação. 
Exemplo de biofilmes: placa dentária, algas nas paredes de piscinas... 
 
ETAPAS DA FORMAÇÃO DO BIOFILME 
1. Ligação pela adesão à superfície: Adesão do micro a superfície – se 
aderem com estruturas como pili e fimbrias- bactérias aderidas 
secretam polissacarídeos – formam matriz pegajosa que mantém as 
bactérias juntas – essa matriz confere resistência ao biofilme e 
facilita a troca de fatores de virulência entre as bactérias e aumenta 
a capacidade causar infecções. 
2. Colonização: após adesão temos a multiplicação dessas bactérias- 
formação de comunidades complexas- bactérias se comunicam entre si 
por meio de moléculas sinalizadoras e trocas de fatores de virulência. 
3. Desenvolvimento: com o tempo o biofilme continua a se desenvolver 
e amadurecer, aumentando em espessura e complexidade. 
 
INVASÃO 
o Micro-organismos desenvolveram habilidade de invadir células não 
kjfagocitárias para aumentar sua patogenicidade. 
o Existem dois grupos de micro-organismos invasivos: intracelular 
obrigatório e facultativo. 
o Exemplos de micro-organismos invasivos incluem Salmonella, Yersinia, 
Shigella sp e certas cepas de E. coli. 
o Células não fagocitárias, como células do epitélio, do endotélio e 
fibroblastos, não captam grandes partículas, então os parasitas 
devem promover sua própria internalização. 
o A entrada bacteriana resulta da manipulação sofisticada da 
maquinaria da célula do hospedeiro pelos patógenos. 
o Dois caminhos principais para as bactérias ganharem o meio 
intracelular são: alta afinidade entre os ligantes da bactéria e os 
receptores do hospedeiro, e sinalização e modulação subsequente do 
citoesqueleto das células do hospedeiro. 
o Diferentes micro-organismos podem se ligar ao mesmo receptor, mas 
nem sempre resulta em internalização; a qualidade de afinidade ao 
sítio β1 da família das integrinas é importante. 
o Fatores de virulência importantes na patogenicidade de bactérias 
invasoras serão discutidos nos capítulos específicos de cada micro-
organismo.