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Microbiologia e Imunologia Parede Celular • Componente mais externo; • Comum a todas as bactérias (exceto espécies de Mycoplasma, envoltas por uma membrana celular e não por uma parede celular); • Algumas bactérias exibem propriedades superficiais externas à parede celular, como uma cápsula, flagelos e pili; • Estrutura em multicamadas situada externamente à membrana citoplasmática; • Composta por uma camada interna de peptideoglicano e membrana externa. • O peptideoglicano confere sustentação estrutural e mantém a forma característica da célula. Estrutura de Células Bacterianas Parede Celular (1) A camada de peptideoglicano é muito mais espessa em bactérias gram-positivas que em gram-negativas. Algumas bactérias gram- positivas também apresentam fibras de ácido teicoico que se projetam para fora do peptideoglicano, fato não observado em bactérias gram- negativas. (2) O espaço periplasmático, em algumas espécies, corresponde ao sítio de enzimas denominadas β-lactamases, as quais degradam penicilinas e outros fármacos β-lactâmicos. Parede Celular Estrutura de Células Bacterianas Coloração de Gram Bactérias que não podem ser visualizadas pela coloração de Gram Estrutura de Células Bacterianas Membrana Citoplasmática •Os únicos procariotos que apresentam esteróis em suas membranas são os membros do gênero Mycoplasma; • A membrana desempenha quatro funções importantes: (1) transporte ativo de moléculas para o interior da célula; (2) geração de energia pela fosforilação oxidativa; (3) síntese de precursores da parede celular; (4) secreção de enzimas e toxinas. Mesossomo Invaginação da membrana citoplasmática é importante durante a divisão celular, quando atua como a origem do septo transverso que divide a célula pela metade, e como sítio de ligação do DNA que se tornará o material genético de cada célula-filha Estrutura de Células Bacterianas Citoplasma O citoplasma exibe duas áreas distintas quando observado ao microscópio eletrônico: (1) Uma matriz amorfa que contém ribossomos, grânulos de nutrientes, metabólitos e plasmídeos; (2) Uma região nucleóide interna composta por DNA Nucleoide •Região do citoplasma onde o DNA está localizado; • O DNA de procariotos é uma única molécula circular contendo cerca de 2.000 genes; •Uma vez que o nucleoide não apresenta membrana nuclear, nucléolo, fuso mitótico, nem histonas, há pouca semelhança com o núcleo eucariótico; •Uma diferença importante entre o DNA bacteriano e o DNA eucariótico é o fato de o DNA bacteriano não apresentar íntrons Plasmídeo •Os plasmídeos são moléculas de DNA de fita dupla, circulares e extracromossomais, capazes de replicar-se independentemente do cromossomo bacteriano; •Embora sejam geralmente extracromossomais, os plasmídeos podem integrar-se ao cromossomo bacteriano; • Os plasmídeos estão presentes tanto em bactérias gram-positivas como gram-negativas, podendo haver vários tipos diferentes de plasmídeos em uma célula Plasmídeo Plasmídeo Resistência a antibióticos Resistência a metais pesados; Resistência à luz ultravioleta, mediada por enzimas de reparo de DNA; Pili (fímbrias) Exotoxinas Os plasmídeos carreiam os genes envolvidos nas seguintes funções e estruturas de importância médica: Ribossomos •Sítio da síntese proteica; •Os ribossomos bacterianos exibem tamanho de 70S, com as subunidades 50S e 30S; Grânulos •Atuam como áreas de armazenamento de nutrientes e coram-se de modo característico com determinados corantes; Transposons •Transposons são segmentos de DNA que se deslocam prontamente de um sítio a outro; • Tanto no interior, como entre os DNAs de bactérias, plasmídeos e bacteriófagos; •Em virtude de sua capacidade incomum de movimentar-se, estes são apelidados de genes saltadores; •Codificar enzimas de resistência a fármacos, toxinas, ou variedades de enzimas digestivas Estruturas especializadas externas à parede celular Cápsula •A cápsula é uma camada gelatinosa que reveste toda a bactéria, formada por polissacarídeos; • existem 84 tipos de Streptococcus pneumoniae, os quais são distinguidos pelas diferenças antigênicas dos açúcares da cápsula polissacarídica; Estruturas especializadas externas à parede celular Cápsula (1) É um determinante da virulência de diversas bactérias; (2) A identificação específica de um organismo pode ser realizada pelo uso de um antissoro contra o polissacarídeo capsular (Reação de Quellung); (3) Os polissacarídeos capsulares são utilizados como antígenos em determinadas vacinas, uma vez que são capazes de elicitar anticorpos protetores.; (4) A cápsula pode desempenhar um papel na adesão das bactérias aos tecidos humanos, a qual consiste em uma etapa inicial importante da infecção. Estruturas especializadas externas à parede celular Flagelos • Os flagelos são apêndices longos, semelhantes a um chicote, (quimiotaxia); • É composto por várias subunidades de uma única proteína, a flagelina; •Energia para a movimentação, a força próton motiva, é fornecida pela adenosina trifosfato (ATP); •Bacilos: Sim ; Cocos: Não; Espiroquetas: Filamento axial Estruturas especializadas externas à parede celular Flagelos •Os flagelos exibem importância médica por duas razões: (1) Algumas espécies de bactérias móveis, são causas comuns de infecções do trato urinário. Os flagelos podem desempenhar papel na patogênese por propelirem as bactérias ao longo da uretra até a bexiga; (2) Algumas espécies de bactérias, por exemplo, espécies de Salmonella, são identificadas no laboratório clínico pelo uso de anticorpos específicos contra proteínas flagelares. Estruturas especializadas externas à parede celular Pili •Os pili são filamentos semelhantes à pelos; •Compostos por Pilina; •Os pili desempenham dois papéis importantes: (1) Medeiam a ligação das bactérias a receptores específicos da superfície de células humanas, etapa necessária à iniciação da infecção por alguns organismos. Mutantes de Neisseria gonorrhoeae que não formam pili não são patogênicos. (2) Um tipo especializado de pilus, o pilus sexual, estabelece a ligação entre as bactérias macho (doadora) e fêmea (receptora) durante a conjugação. Estruturas especializadas externas à parede celular Glicocálix (camada limosa) •Revestimento polissacarídico secretado por muitas bactérias; •Reveste as superfícies como um filme e possibilita a firme aderência das bactérias a estruturas variadas, por exemplo, pele, válvulas cardíacas e cateteres; • Também medeia a adesão de certas bactérias, como Streptococcus mutans, à superfície dos dentes. Estruturas especializadas externas à parede celular Esporos •Estas estruturas altamente resistentes são formadas em resposta às condições adversas por dois gêneros de bacilos gram-positivos de importância médica: o gênero Bacillus, que inclui o agente do antraz, e o gênero Clostridium, que inclui os agentes do tétano e botulismo Slide 1: Microbiologia e Imunologia Slide 38 Slide 39: Estrutura de Células Bacterianas Slide 40: (1) A camada de peptideoglicano é muito mais espessa em bactérias gram-positivas que em gram-negativas. Algumas bactérias gram-positivas também apresentam fibras de ácido teicoico que se projetam para fora do peptideoglicano, fato não observado Slide 41 Slide 42: Estrutura de Células Bacterianas Slide 43: Coloração de Gram Slide 44: Bactérias que não podem ser visualizadas pela coloração de Gram Slide 45: Estrutura de Células Bacterianas Slide 46: Membrana Citoplasmática Slide 47: Mesossomo Slide 48: Estrutura de Células Bacterianas Slide 49: Citoplasma Slide 50: Nucleoide Slide 51: Plasmídeo Slide 52: Plasmídeo Slide 53: Plasmídeo Slide 54: Ribossomos Slide 55: Grânulos Slide 56: Transposons Slide 57: Estruturas especializadas externas à parede celular Cápsula Slide 58: Estruturas especializadas externas à parede celular Cápsula Slide 59: Estruturas especializadas externas àparede celular Flagelos Slide 60: Estruturas especializadas externas à parede celular Flagelos Slide 61 Slide 62: Estruturas especializadas externas à parede celular Pili Slide 63: Estruturas especializadas externas à parede celular Glicocálix (camada limosa) Slide 64: Estruturas especializadas externas à parede celular Esporos