Morfologia, Fisiologia e Genética de micro-organismos.

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Morfologia, Fisiologia e Genética de micro-organismos.
· Morfologia 
Morfologia – Se refere à forma celular, formato celular.
Suas formas podem ser: 
Esféricas: Cocos
Cilíndrica: Bacilos
Espiralada:
- Espirilos possuem corpo rígido e se movem às custas de flagelos externos.
- Espiroquetas: flexíveis e locomovem se provavelmente às custas de contrações do citoplasma.
A morfologia não corresponde a uma característica trivial de uma célula microbiana, mas sim a uma propriedade geneticamente codificada, que maximiza a adequação do organismo para o sucesso em seu habitat particular.
· Fisiologia
Se refere aos processos celulares e moleculares aos processos celulares e moleculares
Funções vitais das estruturas celulares
Fisiologia procariótica – Podem ser definidas como células que não possuem material genético delimitado por um envoltório celular. O seu material genético fica disperso no citoplasma.
· Genética
Organização do material genético.
Replicação.
Transmissão de informação e evolução.
· Principais estruturas celulares de bactérias
Membrana Plasmática; Parede Celular;
Cápsula e Glicocálice; Estruturas de motilidade (flagelo e pili); 
Nucleoide;
· Membrana Plasmática
É formada por duas camadas de fosfolipídios (lipídeo composto por glicerol, duas camadas de acido graxo e uma cabeça com um grupo de cadeias de fosfato). A membrana é responsável por delimitar a estrutura da célula bem como a sua composição química. 
É fundamental para a homeostase (capacidade do organismo de permanecer em equilíbrio, independente das alterações que acontecem no meio externo), vai garantir que apenas algumas substâncias entrem ou saiam da célula e isso é chamado de permeabilidade seletiva da membrana.
Retomando: Permeabilidade seletiva é a capacidade da membrana selecionar o que entra e sai da célula, “dizendo o que deve ou não deve entrar ou o que não deve sair”.
Nas bactérias, a membrana plasmática possui algumas invaginações chamadas de mesossomos. Essas extensões da membrana plasmática da bactéria para o interior do citoplasma, tem como funções a replicação e divisão celular. Composta por uma bicamada lipídica, um lado é hidrofílico e outro é hidrofóbico, não contém esteróis. 
· Proteínas da membrana
Proteínas Integrais: Atravessam a bicamada de fosfolipídios. Encontram-se firmemente embebidas na membrana. Apresentam canais que permitem a passagem de substâncias hidrofílicas.
Proteínas Periféricas: Estão na superfície da membrana. Não atravessam a membrana. 
Lipídeos de membrana: São moléculas anfipáticas, ou seja, são formados de forma geral por uma ou duas caudas hidrofóbicas que são constituídas pelas longas cadeias de ácidos graxos saturados ou insaturados e uma “cabeça” hidrofílica.
· Funções
Permeabilidade e transporte de proteínas e solutos;
Transporte de elétrons;
Conservação e geração de energia;
Função Biosintética;
· Permeabilidade e Transporte
Tipos de transporte: 
- Transporte Simples/Passivo: Não há gasto de energia. Transporte de substâncias a favor do gradiente de concentração para um meio menos concentrado.
Promovido pela energia da força próton-motiva.
Ex: Difusão simples e facilitada.
Difusão Simples: Corresponde a passagem de substâncias através da própria membrana. Ocorre quando um íon ou um gás é transportado SEM UM MEDIADOR e SEM GASTO ENERGETICO
Difusão Facilitada: Passagem de proteínas transportadora que estão presentes na membrana plasmática. Ocorre quando um íon ou um gás é transportado COM UM MEDIADOR e SEM GASTO ENERGETICO.
- Transporte Ativo: Gasto de energia. Transporte de substâncias contra o gradiente de concentração, ou seja, de um meio menos concentrado para um meio mais concentrado. 
Ex: Bomba de sódio-potássio
Como funciona a bomba de sódio e potássio?
A concentração de sódio é maior fora da célula (meio extracelular) enquanto a de potássio é maior dentro da célula (meio intracelular) e a manutenção dessas concentrações é realizada pelas proteínas que capturam os íons sódio (Na+) no citoplasma e bombeia-os para fora das células. Fora da célula, as proteínas capturam os íons potássio (K+) e os bombeiam para dentro da célula.
Ela é responsável pelo transporte ativo e contínuo de íons de sódio e potássio e está diretamente ligada aos processos de contração muscular e condução dos impulsos nervosos, além de facilitar a penetração de aminoácidos e açúcares. A manutenção da concentração de potássio no meio intracelular é importante para a síntese de proteína e respiração e o bombeamento do sódio para fora da célula permite a manutenção do equilíbrio osmótico. Além disse através desse transporte ocorre a estabilidade do volume celular e a concentração do meio intracelular.
“Sua função é manter o potencial elétrico e as condições fisiológicas essenciais para a sobrevivência das células. Essa bomba bombeia sódio do meio intracelular para o meio extracelular, ou seja, contra o seu gradiente químico. Coincidentemente a esse processo, essa mesma bomba carrega potássio do meio extracelular para o meio intracelular, também contra o gradiente químico”.
- Translocação de Grupo: Modificação da molécula durante o transporte. 
- Transporte ABC (ATP-binding-cassette): Proteínas periplasmático estão envolvidas e a energia é fornecida pelo ATP. Espaço periplasmático só tem nas gram negativas.
· Tipos de transportador
- Uniportadoras: Transportam um único tipo de substrato, seguindo o gradiente de concentração. 
- Simportadoras: Fazem a translocação de dois substratos diferentes na mesma direção, usando o gradiente de concentração de um deles para impulsionar o outro contra o seu gradiente químico.
- Antiportadoras: Fazem a translocação de dois tipos de substratos diferentes em direções opostas, usando o gradiente de concentração de um deles para impulsionar o outro contra o gradiente de concentração.
· Força próton-motiva e geração de energia
Cadeia transportadora de elétrons
Esse processo ocorre nas mitocôndrias durante a respiração celular.
As mitocôndrias são as principais geradoras de energia nas células e possuem a função de produzir energias a partir de ATP (que é a molécula que constitui a principal forma de energia química). Esse gerador de energia possuem uma membrana externa e interna. A parte externa é permeável e contém diversas enzimas, já a membrana interna tem uma permeabilidade seletiva, que pode incluir a ATP-sintase e transportadores de membrana, dentre outros. 
Essa fosforilação oxidativa ocorre nas mitocôndrias das plantas e dos animais. Nas plantas vai passar por dois ciclos a fotossintética e a oxidativa. Já nos animais irá acontecer apenas na forma oxidativa.
Só ocorre em proteínas integrais 
Proteínas Integrais: Atravessam a bicamada de fosfolipídios. Encontram-se firmemente embebidas na membrana. Apresentam canais que permitem a passagem de substâncias hidrofílicas.
· Parede Celular
Estrutura em camadas 
Composição Polissacarídica
Confere forma e rigidez a células bacteriana 
- Pressão osmótica intracelular: 2 atm.
· Classificação Colorimétrica 
Gram-Positivos
Parede mais espessa, resistente a coloração por álcool após coloração por cristal violeta
Gram-Negativos
Camada Dupla, menos espessa, susceptível a descoloração por álcool.
· Estrutura do peptidoglicano
É um tipo de polímero encontrado nas paredes celulares das bactérias. 
O polímero é um composto de cadeias polissacarídicas e pépticas e é encontrado especialmente nas paredes celulares bacterianas. Ele também é chamado de mureína, é um polímero que compõe a parede celular da maioria das bactérias. 
É composto de açucares e aminoácidos e quando muitas moléculas de peptidoglicano se juntam, formam uma estrutura de treliça de cristal ordenada.
As bactérias são classificadas como “gram-positivas” ou “gram-negativas” com base nas diferenças nas estruturas de sua parede celular peptidoglicana. E a camada do peptidoglicano é substancialmente mais espessa nas bactérias gram-positivas do que nas gram-negativas.
O polissacarídeo que constitui o peptidoglicano consiste em resíduos alternados de N-acetilglucosamina(NAG) e ácido N-acetilmurâmico.
· Cápsula e Glicocálice
Cápsula é formada pelo glicocálice, que no qual consiste em uma substância polissacarídica produzida no citoplasma e secretados para a superfície celular.
São estruturas facultativas (nem toda bactérias possuem) que envolvem externamente algumas bactérias. Elas são fundamentais para a sobrevivência no organismo do hospedeiro, ela dificulta a fagocitose. Pode fornecer aderência entre uma bactéria e outra ou até mesmo da bactéria com seu hospedeiro. Vai evitar a desnaturação, aumentando a resistência ao ressecamento, para isso é capaz de armazenar água.
Quais são as funções da cápsula?
- Impedir que a célula seja fagocitada por células de defesa.
- Promover a adesão das bactérias em diferentes substratos (dentes humanos, trato respiratório, mucosa intestinal etc.)
- Proteger as bactérias contra a desidratação e choques mecânicos. 
· Estruturas de motilidade
- Estruturas de motilidade celular
- Fatores de virulência e colonização tecidual
Fatores de virulência é a intensidade na qual determinado patógeno vai provocar a doença e que é medida por seu potencial de causar danos e invadir tecidos.
Os fatores de virulência bacterianos incluem: aderência, invasão. Produtos de metabolismo, toxinas, enzimas degradativas, capsula, resistência aos antibióticos.
- Pili Sexual: Transferência de elementos genéticos móveis.
- Funções do pili: Responsáveis pela formação da ponte citoplasmática que permite a transferência de informação genética durante o processo de conjugação.
São estruturas mais longas e menos rígidas e troca de material genético entre elas, esse processo é chamado de conjugação.
· Nucleoide e genética de bactérias
- Localização citoplasmática do cromossomo bacteriano
- Grau de enovelamento e papel da DNA girasse
- Proteínas de assoc
iação semelhantes a histonas eucarióticas
· Elementos genéticos móveis e transferências de material genético 
Cromossomo bacteriano 
Transposons – Elementos Transponíveis 
Plasmídeos – DNA circular livre e codante
Ilhas cromossômicas e de patogenicidade – Grupo de genes dedicadas a uma mesma função fisiológica. 
Transformação Bacteriana – Absorção de material genético livre no meio
Ocorre pela absorção de fragmentos de DNA que estão presentes no ambiente originados de outras bactérias mortas e decompostas. Essa molécula vai ser incorporado ao DNA da bactéria através da permuta de bases entre o DNA original e o absorvido.
Transdução bacteriana – Troca de material genético com participação de bacteriófagos.
Ocorre troca de material genético entre bactérias com a participação de um bacteriófago.
Conjugação bacteriana – Transferência de genes via pili (processo de transferência sexual)
A conjugação ocorre assim como na transformação e transdução, é a passagem de DNA de uma célula doadora para uma receptora. A bactéria que doar seu material genético não sofrerá modificação, mas a receptora sairá desta conjugação modificada.
É transferido da bactéria doadora, um pedaço de DNA que é chamado de plasmídeo F que se recombina com o material genético da bactéria receptora, ocorrendo modificações.
É uma forma de recombinação genética entre as bactérias.
Não é considerado uma forma de reprodução pois não há aumento no número de células bacterianas.
Plasmídeo conjugativo – mediam a conjugação.
· Genética e replicação de vírus
Classificação de Baltimore dos genomas virais
A classificação de Baltimore é um sistema usado para classificar um vírus com base em sua maneira de síntese de RNA mensageiro. Ao organizar os vírus com base em sua forma de produção de mRNA, assim é possível estudar os vírus que se comportam de maneira semelhante como um grupo distinto. São sete grupos de Baltimore que são descritos que levam em consideração se o genoma viral é feito de DNA ou RNA, se esse genoma é de fita simples ou fita dupla e se o sentido de um genoma de RNA de fita simples é positivo ou negativo.
Essa classificação também corresponde à maneira de replicar o genoma, ela é útil para agrupar vírus para transcrição e replicação.
· Estrutura celular eucariótica
Estrutura: Núcleo, citoesqueleto e organelas
Núcleo: Delimitado pelo envoltório nuclear. É a estrutura maior 
Membrana Plasmática: Linha mais escura ao redor da célula.
Citoplasmas: Todo o restante entre o núcleo e a membrana.
Codificação Genética – Núcleo e estruturas de transcrição.
Síntese protéica – Ribossomos, RE, complexo de golgi.
Geração de energia – Mitocôndria, cloroplastos.
Autofagia e processos enzimáticos – Lisossomos, peroxissomos, fagossomos.
Transporte e fluxo intracelular – Microtúbulos.
Estrutura celular – Membrana plasmática, microfilamentos, parede celular.
Motilidade – Flagelo.
 
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