Introdução à microbiologia SAVA

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Introdução à microbiologia
Lívia de Souza Ramos
Descrição
Histórico e evolução da Microbiologia, classificação dos
microrganismos e morfologia microbiana.
Propósito
Compreender a origem da Microbiologia, bem como os diferentes
grupos de microrganismos e suas morfologias; afinal, trata-se da base
para o entendimento tanto dos agentes microbianos causadores de
doenças quanto daqueles que são benéficos ao organismo.
Objetivos
Módulo 1
Microbiologia
Descrever o histórico e a evolução da Microbiologia.
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Módulo 2
Microrganismos
Identificar a classificação dos microrganismos.
Módulo 3
Células procarióticas
Reconhecer a morfologia e as estruturas das células procarióticas.
Introdução
Neste tema, exploraremos a Microbiologia, uma ciência que
estuda os microrganismos. Você sabia que os microrganismos
surgiram na Terra bilhões de anos antes das plantas e dos
animais e que, sem eles, nós não estaríamos aqui?
Apesar de serem as menores formas de vida existentes, os
microrganismos, em conjunto, compõem a maior parte da
biomassa do nosso planeta e são responsáveis por fazer reações
químicas indispensáveis para a sobrevivência dos organismos
superiores.
Além disso, você sabia que as células microbianas são
ferramentas de grande utilidade para o desenvolvimento da
ciência básica? Por meio delas, os microbiologistas conseguiram
entender as bases químicas e físicas da vida, descobrindo que as
diferentes células apresentam muitas características em comum.
Teremos a oportunidade de estudar a origem da vida em nosso
planeta e como a Microbiologia evoluiu como ciência. Veremos
também como os microrganismos são classificados, as
características de cada grupo e os aspectos morfológicos deles.

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1 - Microbiologia
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever o histórico e a evolução da Microbiologia.
Origem da vida na terra
Evidências sugerem que a Terra tenha surgido há mais ou menos 4,6
bilhões de anos, e acredita-se que, durante mais de 500 milhões de anos
após sua formação, as condições terrestres eram extremamente
ardentes e inóspitas. Nosso planeta se formou a partir de uma nuvem
de poeira nebulosa em formato de disco e por gases liberados pela
supernova de uma estrela muito antiga. O nosso Sol, uma estrela nova,
formou-se dentro dessa nuvem de poeira, resultando na liberação de
grandes quantidades de calor e luz. A partir daí, o conteúdo da nuvem
nebulosa começou a se agrupar e a se fundir, como consequência das
colisões e da atração gravitacional, formando agregados pequenos que
foram crescendo e deram origem aos planetas. Enquanto a Terra se
formava, a energia liberada foi capaz de aquecê-la e a tornou um planeta
de magma muito quente.
Supernova
Pode ser definida como um evento astronômico representado por
uma explosão durante o fim da vida de algumas estrelas.
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Supernova explodindo e formando uma nebulosa.
Inicialmente, a água na Terra estava presente apenas na forma de vapor
(por causa do calor), tendo se originado de colisões com cometas e
asteroides glaciais e de gases vulcânicos vindos do interior do planeta.
A Terra, que antes era quente, passou por um processo de resfriamento,
em que foram formados um cerne metálico, um manto rochoso e uma
crosta superficial. Além disso, a água que se encontrava no estado de
vapor foi condensada, formando os oceanos. A existência de água
líquida na Terra ocorreu há cerca de 4,3 bilhões de anos e, desde então,
já havia em nosso planeta condições compatíveis com a vida.
Porém, como surgiu a vida na Terra?
Essa questão ainda é um grande mistério para os cientistas. Os
organismos conhecidos são formados pelos mesmos constituintes
básicos:
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Evidências científicas sugerem que esses precursores orgânicos das
células podem, em certas condições, ser formados espontaneamente,
oferecendo as condições necessárias para o surgimento dos primeiros
sistemas vivos.
Como as condições ambientais na superfície da Terra na época eram
muito adversas, com temperaturas extremamente elevadas e intensa
radiação ultravioleta, existe uma hipótese de que a vida tenha se
originado em fontes hidrotermais no leito oceânico, local em que as
condições ambientais seriam menos hostis e apresentariam compostos
orgânicos reduzidos, como hidrogênio (H2) e sulfeto de hidrogênio (H2S)
como fontes de energia.
Sistemas autorreplicantes são considerados os precursores da vida
celular. Por isso, uma das hipóteses mais aceitas é que a vida tenha
começado em um Mundo de RNA. Cientistas acreditam que o RNA
tenha surgido antes do DNA, pois o RNA possui duas propriedades
essenciais para a manutenção de uma célula primitiva.
Algumas moléculas de RNA são capazes de catalisar sua própria
síntese a partir de açúcares, bases nitrogenadas e fosfato, ou seja,
participam de sua própria replicação (moléculas autorreplicantes).
As moléculas de RNA também podem catalisar a síntese de proteínas.
 Proteínas (formadas por monômeros de
aminoácidos)
 Ácidos nucleicos (DNA e RNA, formados por
nucleotídeos)
 Polissacarídeos (formados por monossacarídeos)
 Lipídios
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Assim, acredita-se que, de alguma forma, uma molécula de RNA acabou
dando origem a uma molécula de DNA, e, como esta última molécula
oferece maior estabilidade estrutural, ela foi selecionada para ser a
principal fonte de informação genética da célula.
Outro evento importante foi a compartimentalização das células, com a
presença da membrana plasmática, protegendo o conteúdo intracelular,
mantendo a estrutura da célula e permitindo a troca seletiva de
substâncias com o ambiente.
Como na atmosfera da Terra primitiva não havia oxigênio, as primeiras
células que surgiram provavelmente apresentavam metabolismo
totalmente anaeróbio para gerar energia. Microrganismos capazes de
armazenar energia a partir da luz do sol (fototróficos) eram muito
simples, como as bactérias púrpuras e bactérias verdes. A oxigenação
da Terra começou a acontecer apenas após a evolução da fotossíntese
oxigênica das cianobactérias, revolucionando a química do planeta.
Esse processo foi longo, mas, a partir dele, as células foram se
adaptando ao ambiente agora rico em oxigênio, resultando no
surgimento dos organismos aeróbios.
Acredita-se que todas as células tenham se originado de uma célula
ancestral comum, chamada de o último ancestral comum (LUCA - Do
inglês Last Universal Common Ancestor), uma vez que os diferentes
tipos celulares apresentam uma constituição muito semelhante. Durante
milhões de anos após o surgimento das primeiras células, novas células
foram surgindo, formando populações microbianas que foram
interagindo umas com as outras e se adaptando da melhor forma ao
ambiente para garantir sua sobrevivência. Hoje, nós já conseguimos
observar os resultados de todo esse processo, através da imensa
variedade de microrganismos existentes, com as mais variadas
características e capazes de viver perfeitamente nos lugares mais
diversos do nosso planeta.
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LUCA (último ancestral comum).
História da microbiologia como
ciência
A microrrevolução cientí�ca e os primeiros microscópios
Como os microrganismos são seres invisíveis a olho nu, é decomo neutrófilas (crescem em pH neutro –
faixa ótima de pH > 5,5 e 8).
De acordo com a temperatura ótima de crescimento, as bactérias
podem ser classificadas em psicrófilas (abaixo de 20ºC),
mesófilas (entre 20 e 40ºC), termófilas (entre 45 e 80ºC) e
hipertermófilas (acima de 80ºC).
De acordo com a fonte de energia utilizada para o metabolismo
energético, as bactérias podem ser classificadas em
quimiotróficas (aquelas que utilizam compostos químicos para
obter energia) e fototróficas (aquelas que utilizam a luz solar). As
bactérias quimiotróficas ainda podem ser classificadas de
acordo com os compostos químicos que utilizam: bactérias
quimiorganotróficas usam compostos químicos orgânicos
(como glicose -C6H12O6, acetato etc.), e as quimiolitotróficas,
por outro lado, utilizam compostos químicos inorgânicos (como
H2, H2S, Fe2+ etc.). Por fim, também existe a classificação de
acordo com a origem do carbono utilizado nos processos de
obtenção de energia (lembrando que o carbono é fundamental
na produção de materiais para a célula). Assim, bactérias
heterotróficas obtêm carbono de compostos químicos
orgânicos, enquanto as bactérias autotróficas utilizam como
fonte de carbono o dióxido de carbono (CO2); dessa forma, uma
bactéria quimiorganotrófica é também heterotrófica.
PH 
Temperatura 
Metabolismo 
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As bactérias podem ser classificadas como aeróbias (quando
precisam de oxigênio para o processo de respiração), anaeróbias
(quando não utilizam o oxigênio, vivendo da fermentação,
respiração anaeróbia, fotossíntese ou metanogênese) ou
facultativas (quando são capazes de realizar os dois tipos de
metabolismo: na presença de oxigênio, realizam a respiração
aeróbia e, na ausência, realizam respiração anaeróbia ou
fermentação).
As bactérias são capazes de gerar uma série de infecções como
pneumonia, meningites, infecções urinárias, bacteremia, apendicite,
entre outras. Para conhecer mais sobre as principais infecções
bacterianas não deixe de visitar o explore mais.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
As células bacterianas possuem estruturas fundamentais e
estruturas acessórias. As estruturas fundamentais estão presentes
em todas as células, enquanto as acessórias se encontram em
apenas alguns grupos de bactérias. Dentre as opções abaixo,
marque aquela que apresenta apenas estruturas acessórias:
Respiração / fermentação 
A
Membrana plasmática, parede celular e material
genético.
B Cápsula, flagelos e ribossomos.
C
Material genético, endósporos e grânulos de
inclusão.
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Parabéns! A alternativa D está correta.
As estruturas acessórias de células bacterianas incluem cápsula,
flagelos, fímbrias, grânulos de inclusão, plasmídeos e endósporos.
Questão 2
As bactérias podem apresentar diferentes morfologias, ou seja,
formatos muito variados. Dentre as opções abaixo, apenas uma
NÃO representa uma morfologia bacteriana.
Parabéns! A alternativa D está correta.
As morfologias bacterianas mais comuns são cocos, bastonetes ou
bacilos, espiraladas, cocobacilos e vibriões – ainda não foi descrita
morfologia tetraédrica em bactérias.
D Cápsula, flagelos e plasmídeos.
E Ribossomos, fímbrias e plasmídeos.
A Formato de coco.
B Formato de vibrião (ou vírgula).
C Formato de bacilo.
D Formato tetraédrico.
E Formato espiralado.
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Considerações �nais
Ao longo desta jornada, exploramos os principais assuntos sobre o
tema. Conversamos um pouco sobre a origem da vida em nosso planeta
e as condições ambientais no surgimento das primeiras células. Vimos
também a importância do advento dos primeiros microscópios e como
os experimentos realizados por Redi e Pasteur conseguiram demonstrar
que a vida só podia surgir a partir de outra vida, colocando um fim na
Teoria da Abiogênese.
Descrevemos o sistema binominal de classificação dos seres vivos,
proposto por Linnaeus e utilizado até os dias de hoje, e todo o caminho
percorrido ao longo dos anos pelos estudiosos para chegar aos três
domínios da árvore da vida: Bacteria, Archaea e Eukarya. Estudamos,
ainda, as principais diferenças entre as células procarióticas e
eucarióticas, bem como as características dos principais grupos de
microrganismos.
Por fim, focamos na descrição da morfologia microbiana e de suas
estruturas principais, dando especial atenção à forma e constituição das
células procarióticas, descrevendo as estruturas fundamentais, ou seja,
aquelas que estão presentes em todas as células, e às estruturas
acessórias, as que não estão obrigatoriamente presentes em todas as
células, mas que conferem características adicionais àquelas que as
possuem.
Em suma, o estudo da Microbiologia é muito amplo, envolvendo
diversos grupos de microrganismos com características próprias e
variadas. Este tema nos permitiu abordar os principais tópicos
necessários para termos uma visão bem geral da Microbiologia, com a
intenção de despertar o seu interesse em conhecer um pouco mais
sobre este “mundo” fascinante dos seres invisíveis.
Podcast
Para encerrar, ouça agora um resumo dos principais pontos abordados
neste conteúdo.

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Explore +
Conversamos um pouco sobre a origem da vida. Para explorar mais
sobre esse assunto, busque o artigo Origens da vida, de Augusto
Damineli e Daniel Santa Cruz Damineli.
Falamos também sobre a importância de Pasteur para a
desmitificação da teoria da geração espontânea. Se quiser mais
informações sobre a história desse grande cientista, pesquise os
artigos Pasteur: ciência para ajudar a vida, de João Augusto de
Mello Gouveia-Matos, e Pasteur e a geração espontânea: uma
história equivocada, de Lilian Al-Chueyr Pereira Martins.
Ao longo do tema, apresentamos as diferenças entre as células
eucariotas e procariotas. Para entender mais sobre esse assunto
tão fascinante, leia o capítulo Biologia celular e ultraestrutura, de
Helene Santos Barbosa e Suzana Côrte-Real de Barbosa, disponível
na página da Fiocruz.
Conversamos ainda sobre o prion, uma proteína que pode provocar
doenças, como o mal da vaca louca, que gerou, ao longo dos anos,
grande polêmica no meio acadêmico, pois quebrou os dogmas
centrais da biologia. Para conhecer um pouco mais dessa
discussão, busque o artigo O paradigma do prion, de Afonso Carlos
Neves.
Conhecemos um pouco sobre o domínio Archae, que apresenta
grande potencial biotecnológico. Para se aprofundar neste assunto,
leia o artigo Archaea: potencial biotecnológico, de Alexandre
Machado Cardoso e outros autores, disponível na página da
Fiocruz.
Estudamos ainda sobre o Reino Funghi. Para conhecer mais sobre
esse reino, suas características morfológicas, nutrição, seu habitat,
metabolismo, sua importância e as principais doenças causadas
por esses microrganismos, não deixe de ler o capítulo Micologia, de
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Aurea Maria Lage de Moraes, Rodrigo de Almeida Paes e Verônica
Leite de Holanda, também disponível na página da Fiocruz.
Para conhecer as principais bactérias de importância médica e
suas infecções visite o Glossário de bactérias de importância
médica do Departamento de Microbiologia da Universidade de São
Paulo.
Referências
MADIGAN, M. T.; MARTINKO, J. M.; BENDER, K. S.; BUCKLEY, D. H.;
STAHL, D. A. Microbiologia de Brock. 14. ed. Porto Alegre: Artmed,
2016.
VERMELHO, A. B.; BASTOS, M. C. F.; BRANQUINHA, M. H. BacteriologiaGeral. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.
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javascript:CriaPDF()se
imaginar que a invenção dos primeiros microscópios tenha causado
uma revolução no pensamento científico da época. Durante muitos e
muitos anos, diferentes explicações para grandes epidemias surgiram,
geralmente com explicações de cunho religioso, devido ao grande poder
e à influência que a Igreja Católica exercia sobre as pessoas.
Conheça alguns dos eventos essenciais para a evolução da ciência:
 Invenção do primeiro microscópio
E 721 C já tili l t d
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Em 721 a.C., os romanos já utilizavam lentes de
aumento para observar objetos. As lentes foram
sendo aperfeiçoadas com o passar dos anos, até
que, por volta de 1590, surgiu o primeiro modelo de
microscópio. Ele foi criado por Hans e Zacharias
Janssen, fabricantes de lentes; o microscópio era
cilíndrico e continha duas lentes, que aumentavam
o tamanho dos objetos.
Microscópio de Hans e Zacharias Janssen.
 Primeira descrição de um microrganismo
Os microscópios continuaram evoluindo e, em
1665, o historiador inglês e microscopista Robert
Hooke (1635-1703) publicou um famoso livro, que
contém a primeira descrição conhecida de um
microrganismo (ele descreveu estruturas de
frutificação de bolores). O termo célula (do inglês
cell) foi criado pelo próprio Hooke ao analisar no
microscópio finas camadas de cortiça; ele observou
estruturas semelhantes a alvéolos vazios, como
favos de uma colmeia, dando o nome de cell a cada
um desses alvéolos.
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Observações de cortes de cortiça de Robert Hooke.
 Primeira descrição de bactérias
Já a primeira descrição de bactérias foi feita em
1676 pelo comerciante e microscopista amador
holandês Antoni van Leeuwenhoek. Ele construiu
microscópios muito simples para examinar
substâncias naturais, descobrindo as bactérias ao
analisar infusões aquosas de pimenta e observar a
presença de “pequenos animálculos”, como ele
mesmo se referia às bactérias observadas.
Antoni van Leeuwenhoek
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A experiência de Redi
Apesar da descoberta dos microrganismos, pouco avanço foi observado
na área da Microbiologia por longos anos. Na segunda metade do
século XIX, entretanto, a Microbiologia voltou a ganhar fôlego por
questões relacionadas às doenças infecciosas e à Teoria da Geração
Espontânea (ou Teoria da Abiogênese). Muitos cientistas e filósofos da
época defendiam que algumas formas de vida poderiam surgir de
matéria morta ou inanimada, mas alguns não acreditavam nessa
possibilidade, como:
Van Leeuwenhoek (1632-1723)
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Francesco Redi (1626-1697)
Em 1668, Redi desenvolveu uma experiência que ficou muito famosa,
para demonstrar que a vida não poderia surgir da matéria inanimada. Ele
colocou pedaços de carne em frascos de vidro, deixando alguns frascos
abertos e outros cobertos com gaze. Com o passar do tempo, ele
observou que os pedaços de carne dos frascos que ficaram abertos
estavam repletos de larvas, e, nos frascos tampados, os pedaços de
carne estavam livres de larvas, as quais foram encontradas apenas
sobre as gazes que tampavam os frascos.
Experimento de Redi.
Ficou o questionamento: se a vida poderia vir de matéria sem vida, como
sugeria a Teoria da Abiogênese, por que larvas surgiram apenas sobre a
carne dos frascos abertos?
Mesmo diante das evidências da experiência de Redi, a Teoria da
Abiogênese não perdeu força. Ela só foi derrubada muitos anos depois,
graças ao cientista Louis Pasteur (1822-1895), que desenvolveu uma
experiência controlada, provando de uma vez por todas que nenhum
organismo poderia surgir espontaneamente.
O experimento de Pasteur
Em um primeiro momento, Pasteur demonstrou que a fervura de um
caldo nutritivo seguida da vedação do frasco impediria que ele
“estragasse”. Na época, os defensores da geração espontânea diziam
que o frasco fechado impediria a entrada de ar fresco (contendo o que
eles chamavam de “força vital”, que seria o oxigênio) e,
consequentemente, os microrganismos não conseguiriam surgir ali
espontaneamente. Foi então que Pasteur solucionou de vez a questão
de maneira brilhante, construindo um frasco com pescoço de cisne.
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Esse frasco, também conhecido como frasco de Pasteur, tinha o gargalo
em formato de S, que impedia que a poeira e os microrganismos do ar
alcançassem o caldo nutritivo fervido, mas o oxigênio ainda conseguia
chegar até ele. Assim, o caldo nutritivo não “estragava”, mesmo após
muitos dias, sendo observada a contaminação do caldo apenas após o
contato dele com a poeira acumulada no gargalo em forma de S ou
após este gargalo ser quebrado, enquanto o caldo dos frascos fervidos
e mantidos abertos ficavam contaminados rapidamente.
Experimento de Louis Pasteur.
A descoberta dos microrganismos e a
evolução do pensamento cientí�co
Neste vídeo, a Professora Lívia Helena fala sobre a descoberta dos
microrganismos e a evolução do pensamento científico.

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Esses achados foram fundamentais para o desenvolvimento posterior
de técnicas de esterilização eficazes, beneficiando, inclusive, a indústria
alimentícia, com o processo de pasteurização do leite, por exemplo.
Curiosidade
Pasteur foi responsável por outros grandes feitos e descobertas. Dentre
elas, podemos citar o desenvolvimento de vacinas contra raiva, cólera
aviária e antraz, e pela identificação de que leveduras eram as
responsáveis pela fermentação em cervejas e vinhos.
Os Postulados de Koch
Após a descoberta dos microrganismos, passou-se a acreditar que eles
eram os causadores de diversas doenças, mas não havia comprovação
disso. O conceito de doença infecciosa foi desenvolvido apenas depois
dos trabalhos do médico alemão Robert Koch (1843-1910), que criou a
Teoria do Germe da Doença e os Postulados de Koch.
Tudo começou quando Koch estudava uma doença chamada antraz,
que acometia o gado e os humanos. Analisando ao microscópio
amostras de sangue de um animal doente, ele notou a presença de
bactérias (depois denominadas Bacillus anthracis), e, para ter certeza de
que aquelas bactérias eram as causadoras da doença, realizou
experimentos utilizando camundongos.
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Robert Koch
Koch injetou sangue de um camundongo doente em um sadio,
observando o rápido desenvolvimento da doença no animal; o mesmo
aconteceu quando ele injetou o sangue deste último animal em outro
animal sadio. Koch descobriu, ainda, que as bactérias do antraz podiam
ser cultivadas em meios de cultura de laboratório.
Os Postulados de Koch foram definidos para estabelecer a relação de
causa e efeito de uma doença infecciosa:
1º postulado
O patógeno suspeito de causar a doença deve estar presente em
todos os casos da doença, mas ausentes nos animais sadios; ou
seja, deve haver uma associação constante entre patógeno e
hospedeiro.
2º postulado
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Uma cultura laboratorial pura do patógeno deve ser obtida.
3º postulado
Células do patógeno provenientes de uma cultura pura devem ser
capazes de causar doença em um animal saudável (para isso, o
agente infeccioso deve ser inoculado em um animal sadio, e o
desenvolvimento da doença deve ser observado).
4º postulado
O patógeno suspeito precisa ser “reisolado”em cultura pura, com
o intuito de demonstrar ser o mesmo patógeno inoculado
inicialmente (em outras palavras, o agente infeccioso dos
animais doentes/mortos precisa ser novamente isolado).
A imagem a seguir ilustra os postulados de Koch:
Postulado de Koch.
Essas descobertas tiveram grande impacto no desenvolvimento da
ciência e da medicina clínica. Koch ainda realizou outros grandes feitos,
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como a identificação do agente causador da tuberculose
(Mycobacterium tuberculosis) e da cólera (Vibrio cholerae), dentre
outros. Graças aos avanços nas técnicas de biologia molecular, hoje nós
sabemos que alguns microrganismos não crescem em cultura
laboratorial, mas isso não desmerece os achados valiosos dos trabalhos
de Koch.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Neste módulo, descrevemos que as condições da Terra, durante
muitos anos após sua criação, eram extremamente adversas.
Embora ainda existam dúvidas sobre a origem da vida em nosso
planeta, muitos cientistas acreditam que as primeiras células
tenham surgido de que forma?
Parabéns! A alternativa B está correta.
A Em um mundo de DNA.
B Em um mundo de RNA.
C Através de bactérias ancestrais.
D Foram trazidos à Terra por meteoritos.
E Por meio das grandes colisões.
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Muitos cientistas acreditam que a vida tenha surgido em um mundo
de RNA, pois o RNA apresenta a capacidade de participar de sua
própria replicação e participa da síntese de proteínas.
Questão 2
Em seu experimento, Pasteur utilizou frascos com pescoço de
cisne, demonstrando que um caldo nutritivo estéril só passava a
apresentar crescimento microbiano após a quebra do gargalo. Com
isso, Pasteur conclui que:
Parabéns! A alternativa A está correta.
O experimento de Pasteur provou que o conceito de geração
espontânea não era válido, demonstrando, com os frascos com
pescoço de cisne, que o crescimento de microrganismos em um
caldo nutritivo estéril depende do contato com microrganismos
presentes no ar, sendo impossível a geração de novas formas de
vida a partir de uma matéria inanimada.
A
A quebra do gargalo do frasco permitiu que
microrganismos presentes no ar entrassem em
contato com o caldo nutritivo e se multiplicassem.
B
O oxigênio não conseguia entrar nos frascos com
pescoço de cisne, impedindo o crescimento de
microrganismos.
C
Os microrganismos necessitam de espaços maiores
para se desenvolver.
D
O caldo nutritivo gerava novas formas de vida
graças à presença do oxigênio.
E Os microrganismos não estavam presentes no ar.
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2 - Microrganismos
Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car a classi�cação dos microrganismos.
Classi�cação nominal dos seres vivos
Você consegue imaginar qual é a utilidade dos sistemas de
classificação dos seres vivos?
A classificação dos seres vivos tem como objetivo organizá-los em
grupos de acordo com suas semelhanças fenotípicas ou com suas
relações evolutivas. Dessa forma, os organismos vão sendo colocados
em grupos cada vez mais inclusivos. Assim, um conjunto de espécies
semelhantes são agrupadas dentro de um mesmo gênero; gêneros
semelhantes são agrupados dentro de uma mesma família; famílias
semelhantes, dentro de uma mesma ordem; ordens semelhantes, dentro
de uma classe; classes semelhantes, dentro de um filo, e, por fim, filos
semelhantes, dentro de um domínio. O domínio engloba todos os
organismos dentro de uma hierarquia.
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Hierarquia de classificação biológica.
Além disso, a nomenclatura envolve a utilização de regras para
denominar os organismos. Tendo isso em mente, estudaremos a
evolução dos sistemas de classificação:
O botânico, zoólogo e médico sueco Carolus Linnaeus é
considerado o pai da taxonomia moderna. Em 1735, ele propôs o
sistema de classificação binominal tradicional, no qual os
organismos recebem o nome de gênero e um epíteto (Nome) de
espécie. No sistema binominal, os nomes dos gêneros são
escritos primeiro com letra maiúscula, e os nomes das espécies
são escritos em seguida com letra minúscula; os nomes são
geralmente derivados do latim e devem ser escritos em itálico ou
sublinhados nos textos escritos à mão.
Além disso, a escolha dos nomes costuma se basear em alguma
propriedade ou característica do organismo, podendo ser traços
de morfologia, fisiologia ou ecologia essenciais. Linnaeus
sugeriu a existência de dois reinos: Animalia (Formado por
animais e protozoários – seres que não realizam fotossíntese,
móveis e sem parede celular.) e Plantae (Formado por algas,
plantas, bactérias e fungos – seres fotossintéticos, imóveis e
com parede celular.). Assim, alguns organismos não se
1735 
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encaixavam em nenhuma dessas classificações, como, por
exemplo, os microrganismos fotossintéticos móveis.
Ernst Haeckel sugere a criação do reino Protista, para incluir os
organismos unicelulares com organização simples, como
bactérias, algas, fungos e protozoários.
Robert Whittaker propôs a classificação dos seres vivos em
cinco reinos: Monera (Compreendendo procariotos), Fungi
(Fungos), Protistas (Algas e protozoários), Plantae (Plantas) e
Animalia (Animais). Essa classificação teve como base a
estrutura das células e a forma de obtenção de nutrientes.
Carl Woese sugeriu a classificação dos organismos em três
domínios: Bacteria (Bactérias), Archaea (Arqueias) e Eukarya
(Eucariotos – fungos, algas, protozoários, plantas e animais). A
separação dos procariotos em dois domínios diferentes se
baseou na sequência de nucleotídeos do RNA ribossomal;
embora as arqueias sejam seres procariotos (não possuem
núcleo), os lipídios e os ácidos nucleicos ribossomais são
diferentes tanto das bactérias quanto dos eucariotos.
1866 
1969 
1991 
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Domínio e reinos dos animais.
Características gerais dos
procariotos e dos eucariotos
Veja a seguir as características dos procariotos e dos eucariotos:
Procariotos
Não possuem um núcleo envolto por membrana nuclear, ou seja,
não possuem um compartimento nuclear para abrigar seu DNA.
As bactérias e arqueias são microrganismos procariotos.
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Eucariotos
Possuem um compartimento intracelular envolto por uma
membrana, chamado núcleo, onde seu DNA é mantido. As algas,
os protozoários e os fungos são eucariotos, apresentando
estrutura celular igual à das células dos organismos superiores.
De maneira geral, as células procarióticas são pequenas e simples,
podem apresentar diferentes formatos (células em forma de bastonetes,
esféricas, espiraladas etc.) e medem poucos micrômetros de
comprimento. Costumam viver como organismos independentes ou,
ainda, em comunidades organizadas de maneira livre, mas não como
organismos multicelulares. Além disso, as células procarióticas
possuem vários componentes obrigatórios:
 A membrana plasmática envolve um compartimento
citoplasmático único contendo DNA, RNA e
ribossomos.
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Algumas estruturas celulares são opcionais e não estão presentes em
todas as células procarióticas, como cápsula, flagelo, fímbrias,
membranas internas, inclusões citoplasmáticas, plasmídeose
endósporos, dentre outras. As células procarióticas apresentam
capacidades bioquímicas muito variadas, mais que as células
eucarióticas, e, consequentemente, podem ser encontradas em
ambientes muito variados. Na figura a seguir, estão demonstradas as
principais estruturas presentes em uma célula procariótica:
Estrutura geral da célula procariótica.
As células eucarióticas, por sua vez, são maiores e mais complexas que
as células procarióticas, assim como seus genomas. Além disso,
classes de células eucarióticas podem formar desde microrganismos
unicelulares, como fungos e protozoários, até organismos multicelulares
extremamente complexos, como plantas e animais.
 Proteínas e pequenas moléculas importantes para a
vida da célula também são encontradas no
citoplasma.
 A maioria das células procarióticas também
apresenta uma capa protetora denominada parede
celular, que se encontra acima da membrana
plasmática.
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As células eucarióticas apresentam algumas características que as
diferenciam das procarióticas:
Os principais componentes típicos das células eucarióticas, além do
núcleo, são as mitocôndrias, o aparelho de Golgi e o retículo
endoplasmático.
Um gene é uma sequência de DNA capaz de codificar proteínas ou RNA,
e o conjunto de genes de uma célula forma seu genoma. É importante
saber que o genoma controla os processos fundamentais para a vida da
célula, assim como suas características e as atividades vitais para sua
sobrevivência. O genoma das células procarióticas e eucarióticas são
organizados de diferentes maneiras. Enquanto os procariotos típicos
possuem um único cromossomo com DNA circular (poucos procariotos
possuem cromossomo linear) contendo todos ou quase todos os genes
da célula, os eucariotos apresentam inúmeros cromossomos com DNA
linear. Além disso, o genoma das células eucarióticas é, muitas vezes,
maior que o das células procarióticas.
 Possuem núcleo de�nido, ou seja, seu DNA se
encontra envolto por uma membrana de camada
dupla que o separa do citoplasma.
 Possuem outras membranas internas que são
estruturalmente semelhantes à membrana
plasmática, delimitando diferentes organelas que
participam de vários processos celulares, como
mitocôndrias e cloroplastos, por exemplo, que
participam de processos de obtenção de energia.
 O citoplasma dos eucariotos também possui um
citoesqueleto responsável por fornecer sustentação
e força mecânica à célula e controle da forma e de
seus movimentos.
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Estrutura geral da célula eucariótica animal.
Você pode se perguntar: “Como surgiram as células eucarióticas?”.
Uma explicação muito aceita atualmente na Biologia é a hipótese
endossimbiótica. Todas as células eucarióticas possuem ou já
possuíram em algum momento mitocôndrias, por exemplo. Acredita-se
que as mitocôndrias tenham se originado de bactérias de vida livre que
eram capazes de metabolizar o oxigênio (bactérias aeróbicas) e que
foram endocitadas (Engolfadas) por uma célula ancestral que era
incapaz de usar o oxigênio (célula anaeróbica).
Essas células evoluíram em simbiose, ou seja, as duas eram
beneficiadas por essa associação: a célula bacteriana aeróbica
engolfada gerava energia para a célula predadora anaeróbica e, em
troca, recebia abrigo e alimento.
A origem da mitocôndria.
Com o passar do tempo, a bactéria aeróbica, que antes era de vida livre,
tornou-se parte da célula eucariótica. Essa hipótese se baseia no fato de
as mitocôndrias apresentarem muitas características em comum com
pequenas bactérias: tamanho semelhante, genoma próprio se
apresentando como uma molécula de DNA circular, ribossomos próprios
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(diferentes dos outros ribossomos da célula eucariótica), além de
possuírem seus próprios RNA transportadores.
Mitocôndria.
Características gerais dos diferentes
grupos de microrganismos
A partir do último ancestral universal comum (LUCA), o processo
evolutivo seguiu caminhos diferentes, resultando na formação dos
domínios Bacteria e Archaea; posteriormente, o domínio Archaea acabou
se distinguindo entre os domínios Archaea e Eukarya. Com o avanço dos
estudos filogenéticos ao longo dos anos, dois fatos muito importantes
foram revelados: as bactérias e as arqueias, apesar de serem
estruturalmente parecidas, são filogeneticamente diferentes, sendo as
arqueias mais relacionadas aos eucariotos do que às bactérias.
Neste tópico, vamos conhecer um pouquinho das características gerais
dos principais grupos de microrganismos que fazem parte de cada
domínio. Vamos lá?
Domínio Bacteria
O domínio Bacteria é formado pelas bactérias, organismos procariotos
encontrados nos mais variados ambientes. Este domínio é composto
por mais de 80 filos, porém mais de 90% dos gêneros e das espécies de
bactérias já caracterizados pertencem a apenas quatro filos. Além de
serem encontradas na água e no solo, as bactérias também fazem parte
da microbiota normal dos animais e dos seres humanos (condição em
que os dois organismos são beneficiados), mas também podem causar
as mais variadas doenças, desde condições facilmente tratáveis até
doenças extremamente graves e fatais. Também apresentam formas,
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tamanhos e metabolismos muito variados; podem ser móveis ou não.
Elas se reproduzem assexuadamente (por fissão binária), mas também
possuem estratégias para trocas de material genético entre diferentes
bactérias, através de mecanismos de transformação, conjugação e
transdução.
As bactérias se multiplicam por fissão binária, pois as membranas
formam septos. Para isso, a célula se alonga, o material genético é
replicado, e a parede celular e a membrana plasmática se dividem.
Paredes intermediárias se formam, separando as duas cópias de
material genético, e as células se separam. O período de divisão celular
depende do tempo de geração (tempo necessário para cada uma das
células se dividirem) de cada bactéria.
Domínio Archaea
O domínio Archaea é composto por vários filos e inclui microrganismos
procariotos, geralmente com metabolismo quimiorganotrófico ou
quimiolitotrófico. Também são comuns espécies aeróbias e anaeróbias
neste domínio. Apresentam como principal característica a capacidade
de viver em condições extremas, ou seja, são extremófilos. Assim,
existem arqueias que vivem em ambientes com temperaturas muito
elevadas (acima de 100°C) e também temperaturas próximas ao ponto
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de congelamento, altas concentrações de sal (arqueias halófilas
extremas, por exemplo, precisam de aproximadamente 9% de sal para
seu crescimento), valores de pH extremos, fontes termais, lugares ricos
em enxofre etc. Além disso, existem arqueias metanogênicas, ou seja,
conservam energia pela produção de metano.
Quimiorganotró�co
Utilizam compostos químicos orgânicos (como glicose, acetato etc.)
para obter energia.
Quimiolitotró�co
Utilizam compostos químicos inorgânicos (como H2, H2, Fe2+ etc.)
para obter energia.
Diversidade morfológica do domínio Archaea.
De acordo com os cientistas, as arqueias ajudam a estabelecer os
limites de tolerância dos organismos às condições ambientais, uma vez
que são capazes de viver em lugares que a maioria dos outros seres
vivos jamais conseguiria. Entretanto, vale ressaltar que muitas espécies
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de arqueias não são extremófilas, vivendo no solo, em sedimentos, nos
oceanos,nos lagos e até nos intestinos de humanos.
Domínio Eukarya
Pertencem ao domínio Eukarya os organismos eucariotos, ou seja,
aqueles cujo material genético se encontra envolvido por uma
membrana, formando o núcleo celular. Esse domínio é composto por
organismos muito variados, desde microrganismos, como protozoários,
fungos e algas unicelulares, até organismos multicelulares de
organização extremamente complexa, como plantas e animais.
Vamos estudar cada um dos diferentes grupos de microrganismos que
fazem parte deste domínio?
Protozoários
Os protozoários incluem microrganismos unicelulares de distribuição
ampla na natureza, podendo ser encontrados na água, no solo, vivendo
em simbiose com outros organismos e parasitando e causando
doenças em diversos hospedeiros (inclusive humanos). Apresentam
morfologias muito variadas e diversidade filogenética muito grande.
Geralmente, são quimiorganotróficos e podem se movimentar através
de flagelos, cílios ou pseudópodes. Alguns possuem alvéolos, que são
bolsas localizadas abaixo da membrana plasmática que auxiliam na
regulação osmótica da célula. A maioria deles possui apenas um núcleo,
mas alguns podem apresentar dois ou mais núcleos. A reprodução pode
ser assexuada ou sexuada.
Tipos de locomoção dos protozoários.
A nutrição geralmente se dá pelo englobamento de partículas orgânicas
do ambiente ou através da predação de outros microrganismos; a
digestão ocorre através da formação de um vacúolo digestivo, enquanto
a excreção de resíduos pode ocorrer por difusão na superfície da célula
ou através de organelas chamadas vacúolos contráteis ou pulsáteis.
Os protozoários parasitas geralmente apresentam formas diferentes
durante o processo de infecção; como muitos precisam passar por
diferentes hospedeiros para completar seu ciclo de vida, a mudança de
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forma é necessária, a fim de que eles consigam sobreviver no
hospedeiro e causar doença.
Fungos
Em primeiro lugar, a área da ciência que estuda os fungos é chamada de
Micologia. Os fungos formam um grupo de microrganismos grande,
bastante diverso e amplamente distribuído. Já foram descritas mais ou
menos cem mil espécies fúngicas, mas acredita-se que existam muito
mais.
Os principais representantes dos fungos são:
Leveduras
Bolores
Cogumelos
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Geralmente, estão presentes no solo e na matéria vegetal e animal em
decomposição. Alguns fungos podem viver em associação com plantas,
ajudando-as a obter nutrientes do solo, enquanto outros são benéficos
também ao seres humanos, como algumas leveduras que realizam a
fermentação e são utilizadas na indústria alimentícia e de bebidas
(como o gênero Saccharomyces, que participa do processo de
fermentação da cerveja), além de fungos que são capazes de sintetizar
antibióticos (como fungos do gênero Penicillium, que sintetizam a
penicilina, por exemplo). Entretanto, várias espécies fúngicas também
estão envolvidas em doenças que acometem plantas, animais e seres
humanos. As doenças causadas por fungos são denominadas micoses.
Conheça algumas das características dos fungos:
Os fungos atuam como importantes decompositores de matéria
orgânica, como vegetais e animais mortos, e sua nutrição se dá pela
São seres quimiorganotróficos,
ou seja, utilizam compostos
químicos orgânicos.
Não possuem clorofila.
A maioria apresenta
metabolismo aeróbio (embora
existam fungos anaeróbios).
A reprodução deles pode ser
assexuada ou sexuada.
Possuem uma parede celular
composta principalmente por
quitina.
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secreção de enzimas extracelulares que degradam polissacarídeos e
proteínas do ambiente, assimilando os monômeros resultantes dessa
degradação, como glicose e aminoácidos, por exemplo. Apresenta o
glicogênio como principal reserva de energia.
Os fungos são representados por organismos unicelulares e
multicelulares, que, consequentemente, apresentam morfologias
diferentes. Veja a seguir:
Célula de uma levedura à esquerda e levedura com um brotamento à direita.
As leveduras são as representantes unicelulares. Elas não
formam filamentos e, geralmente, apresentam formato oval,
esférico ou alongado.
Esquema mostrando a estrutura dos fungos.
Os bolores (ou fungos filamentosos) são os representantes
multicelulares. São formados por filamentos chamados hifas,
que podem ser septadas (paredes transversais dividem cada hifa
em células separadas) ou cenocíticas (embora vários núcleos
possam estar presentes, as células não são separadas por
paredes transversais). Um conjunto de hifas formam os micélios,
representado por tufos compactos visíveis a olho nu. Acima dos
Leveduras 
Bolores 
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micélios, formam-se as hifas aéreas, que dão origem aos
conídios (que são os esporos assexuados dos fungos
filamentosos), que permitem ao fungo se dispersar para outros
ambientes.
Corpo de frutificação dos cogumelos.
Existem fungos, como os cogumelos, que formam os chamados
corpos de frutificação, os quais são estruturas de reprodução
visíveis a olho nu que contêm muitos esporos que podem se
dispersar no ambiente, através do vento, da água ou de animais.
Macroscopicamente, fungos filamentosos podem apresentar aparência
aveludada, algodonosa ou semelhante à borra de café.
Atenção!
Diversos fungos patogênicos apresentam dimorfismo, ou seja, podem
se apresentar tanto na forma de levedura como na forma de hifa,
dependendo do ambiente em que se encontram. Por exemplo, o fungo
Histoplasma capsulatum se apresenta como hifa quando está no solo
(temperaturas menores) e, ao entrar no corpo do hospedeiro
(temperatura mais elevada), assume a forma de levedura.
Cogumelos 
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Algas vermelhas e verdes unicelulares
Essas algas representam um grupo bastante diverso de organismos
eucarióticos que apresentam clorofila e realizam fotossíntese aeróbia.
As algas vermelhas são encontradas principalmente no ambiente
marinho, mas também podem ser achadas em água doce, podendo ser
unicelulares ou multicelulares. Seus cloroplastos possuem clorofila do
tipo a. A cor avermelhada dessas algas se deve à ficoeritrina, que é um
pigmento vermelho que disfarça a cor verde da clorofila. Algumas algas
vermelhas são fontes de ágar (Agente solidificante usado em meios de
cultura em laboratórios), outras são usadas para fazer sushi, enquanto
outras protegem os recifes de corais dos danos ocasionados pelas
ondas.
Já as algas verdes são frequentemente encontradas nos ambientes
aquáticos (principalmente água doce) e podem estar presentes em
solos úmidos. Seus cloroplastos possuem clorofilas dos tipos a e b, e
apresentam coloração verde. Seus pigmentos fotossintéticos são
semelhantes aos das plantas. As algas verdes podem ser representadas
por organismos microscópicos (as clorófitas) e macroscópicos
parecidos com plantas terrestres (as carofíceas). As clorófitas podem
ser unicelulares ou filamentosas ou apresentar aspecto colonial,
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formadas por agregados de células. Seu ciclo de vida é complexo,
apresentando estágios sexuados e assexuados.
Características dos seres eucariotos
Neste vídeo, a Professora Lívia Helena aborda as características dos
seres eucariontes.

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Características gerais dos vírus e dospríons
Agora que já conhecemos um pouco dos principais grupos de
microrganismos dos diferentes domínios, chegou a hora de falarmos
sobre seres que não pertencem a nenhum desses domínios: os vírus e
os príons.
Vírus
Em primeiro lugar, os vírus não são células. Isso mesmo, você não leu
errado! Eles são elementos genéticos que dependem de uma célula
hospedeira para que ocorra sua replicação e, por isso, são considerados
parasitas intracelulares obrigatórios. Eles possuem seu próprio genoma
de ácido nucleico (que pode ser formado por DNA, RNA ou ambos), que
é independente da célula hospedeira.
Os vírus são capazes de infectar células procarióticas (como bactérias e
arqueias) e eucarióticas (como animais, plantas e protozoários),
causando muitas doenças.
Os vírus que infectam bactérias são chamados de bacteriófagos. Os
vírus são muito pequenos, medindo de 0,02 a 0,3 µm e são visíveis
apenas com o auxílio de um microscópio eletrônico. Seus genomas
também são muito menores que os das células.
A forma extracelular de um vírus que permite que ele passe de uma
célula para outra é chamada de vírion. Geralmente, os vírus que
infectam animais possuem uma camada externa formada por lipídios e
proteínas, chamada de envelope; já os vírus que infectam bactérias não
costumam apresentar camadas adicionais.
Vírion
O vírion de um vírus é composto pelo capsídeo, um envoltório
proteico que contém o genoma viral. O vírion é muito importante,
pois protege o genoma do vírus quando este não está dentro de uma
célula hospedeira, e as proteínas da superfície do vírion participam
do processo de ancoragem do vírus à célula hospedeira.
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Estrutura de um vírus.
Os vírus que possuem envelope são chamados de envelopados e
apresentam uma estrutura chamada nucleocapsídeo, que é formado por
ácido nucleico e pelas proteínas do capsídeo.
Os vírus são simétricos, o que significa que, quando girados em torno de
um eixo, a mesma forma é visualizada em todas as posições. Assim, os
vírus podem apresentar formato cilíndrico ou esférico, sendo que os
cilíndricos possuem simetria helicoidal, e os esféricos, simetria
icosaédrica.
Príons
Os príons são agentes infecciosos ainda mais simples que os vírus,
sendo constituídos apenas por proteínas. Em outras palavras, os príons
não possuem DNA ou RNA. Mesmo assim, causam doenças
neurológicas em animais, chamadas coletivamente de encefalopatias
espongiformes transmissíveis. O exemplo mais conhecido é o “mal da
vaca louca”, que acomete o gado bovino. Em humanos, são capazes de
causar uma doença degenerativa que pode causar demência e morte,
chamada “variante da doença de Creutzfeldt-Jakob”, relacionada à
ingestão de produtos cárneos oriundos de gado acometido por
encefalopatia espongiforme bovina.
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É importante ressaltar que os príons possuem duas conformações, uma
forma celular nativa e sua forma patogênica. A forma patogênica é
codificada pela própria célula hospedeira, através da conversão das
células priônicas nativas em patogênicas. Ou seja, a célula hospedeira
codifica o príon nativo (que não causa doença) e, por algum motivo, o
príon nativo é convertido na forma patogênica, causando doença.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
O sistema de classificação binominal dos seres vivos, proposto por
Carolus Linnaeus, determina que devemos escrever:
A Primeiro o filo, depois a família.
B Primeiro o domínio, depois a classe.
C
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Parabéns! A alternativa C está correta.
O sistema binominal para classificação dos seres vivos proposto
por Linnaeus estabelece que devemos, primeiro, escrever o gênero
e depois a espécie, sendo os dois nomes escritos em itálico ou
sublinhados nos textos escritos à mão.
Questão 2
Qual é a principal característica que diferencia as células
procarióticas das eucarióticas?
Primeiro o gênero, depois a espécie.
D Primeiro a espécie, depois o gênero.
E Primeiro o filo, depois o domínio.
A
As células procarióticas não possuem núcleo,
enquanto as eucarióticas possuem.
B
As células procarióticas não possuem parede
celular, enquanto as eucarióticas possuem.
C
As células procarióticas possuem organelas
especializadas, enquanto as eucarióticas não
possuem.
D
As células procarióticas são maiores e mais
complexas do que as eucarióticas.
E
As células procarióticas não possuem material
genético, enquanto as eucarióticas possuem.
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Parabéns! A alternativa A está correta.
A principal característica que diferencia a célula procariótica da
eucariótica é a ausência de núcleo, ou seja, seu material genético
não se encontra envolto por membrana, permanecendo disperso no
citoplasma da célula.
3 - Células procarióticas
Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer a morfologia e as estruturas das células
procarióticas.
Morfologia da célula procariótica
Quando nos referimos à morfologia celular, estamos falando sobre a
forma da célula. Em procariotos, muitas morfologias diferentes são
conhecidas e foram descritas ao longo do tempo, e as principais serão
discutidas a seguir:
 Cocos
Células com formato esférico ou oval; representa o
grupo mais homogêneo com relação ao tamanho
celular; de acordo com o arranjo (agrupamento) que
apresentam, os cocos recebem denominações
dif t l di l (d i
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diferentes, como, por exemplo, diplococos (dois
cocos), tétrades (quatro cocos), estreptococos
(longas cadeias de cocos), estafilococos (conjuntos
de cocos agrupados de maneira irregular,
semelhantes a cachos de uvas), sarcina
(agrupamento de cocos em forma cúbica). Como
exemplos de cocos, podemos citar os gêneros
Streptococcus e Staphylococcus.
 Bastonetes ou bacilos
Células que apresentam formato cilíndrico, ou seja,
são mais longas em uma direção que em outra; os
diferentes gêneros e as espécies de bactérias
exibem variação na forma e no tamanho dos
bacilos, existindo bacilos mais largos ou mais finos,
mais longos ou mais curtos etc. Bacillus e
Escherichia são gêneros bacterianos que
apresentam forma de bacilos.
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 Espiraladas
Células com formato espiralado, existindo dois
tipos, espirilos e espiroquetas; os espirilos são
bastonetes rígidos com formato helicoidal, com
número de espirais variados, capazes de se
movimentar por meio de biotechelos; as
espiroquetas são células muito espiraladas, finas e
flexíveis, que se movimentam de maneira incomum,
através de torções na célula, que permitem que elas
atravessem tecidos e materiais viscosos.
Leptospira interrogans, bactéria causadora da
leptospirose, é um exemplo de espiroqueta.
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 Cocobacilos
São bacilos muito curtos. Bordetella pertussis é um
cocobacilo que causa coqueluche.
 Vibrião
Células curvadas com formato parecido com uma
vírgula. Como exemplo, podemos citar o Vibrio
cholerae, causador da cólera, popularmente
conhecido como “vibrião colérico”.
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É importante ressaltar que não é possível prever outras características
das células com base apenas na sua morfologia. Por exemplo, o
conhecimento da morfologia de uma célulapor si só não permite prever
sua fisiologia, sua filogenia, seu potencial para causar doença ou
qualquer outra propriedade. A morfologia de uma célula é resultante da
adequação daquele organismo ao seu habitat, sendo geneticamente
codificada para aumentar suas chances de sobrevivência.
Morfologia do domínio Eubactéria
Neste vídeo, a Professora Lívia Helena explica a Morfologia do domínio
Eubactéria.
Estruturas fundamentais
Você sabe o que são estruturas fundamentais a uma célula?
São todas aquelas estruturas essenciais à vida da célula e à sua
sobrevivência, estando presentes em todos os organismos.
Neste tópico, abordaremos as estruturas fundamentais das células
procarióticas.
Membrana plasmática
A membrana plasmática é uma barreira de permeabilidade existente em
todas as células, sendo responsável por separar o citoplasma do
ambiente externo. É uma estrutura extremamente importante.
Citoplasma

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Corresponde à área intracelular formada por uma substância
coloidal, semi-fluida, chamada de citosol, na qual estão dispersas as
organelas celulares.
Um comprometimento da membrana plasmática pode
resultar em perda da integridade da célula,
extravasamento do conteúdo citoplasmático e,
consequentemente, morte celular.
A membrana plasmática é uma estrutura fina (possui de 8 a 10 mm de
espessura) e fluida, composta tradicionalmente por uma bicamada
fosfolipídica e por proteínas. Os fosfolipídios contêm componentes:
Hidrofóbicos
Que não possuem afinidade por água, ou seja, são hidrofóbicos, como
ácidos graxos.
Hidrofílicos
Que apresentam afinidade por água, como glicerol-fosfato.
Por esse motivo, os fosfolipídios da membrana formam uma bicamada:
como se agregam em uma solução aquosa (as células são ricas em
água), os ácidos graxos dos fosfolipídios ficam direcionados para o
interior, voltados uns para os outros, dando origem a um ambiente
hidrofóbico, enquanto as partes hidrofílicas ficam expostas ao
citoplasma ou ao exterior da célula, ambientes ricos em água. Certas
bactérias possuem moléculas semelhantes aos esteróis em sua
membrana plasmática, conhecidas como hopanoides. Os esteróis
reforçam a membrana das células eucarióticas, e os hopanoides
realizam essa mesma função nas bactérias.
Estrutura da membrana plasmática de um eucarioto.
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As proteínas podem se apresentar na membrana plasmática de
diferentes maneiras. Muitas se encontram embebidas na membrana,
sendo conhecidas como proteínas integrais de membrana; outras
apresentam apenas uma parte ancorada à membrana, enquanto
algumas partes estão voltadas para dentro ou para fora da célula; outras
apresentam firme associação com a superfície da membrana, mas não
estão embebidas nela, sendo denominadas proteínas periféricas.
Algumas dessas proteínas periféricas possuem uma cauda lipídica que
faz essa ancoragem à membrana (lipoproteínas).
As proteínas de membrana geralmente possuem
superfícies hidrofóbicas nos locais em que atravessam
a membrana e superfícies hidrofílicas nos locais que
mantêm contato com o ambiente externo e com o
citoplasma.
As membranas plasmáticas das células procarióticas possuem mais
proteínas do que as células eucarióticas, pois, como os procariotos não
possuem organelas e estruturas especializadas (como retículo
endoplasmático, complexo de Golgi e mitocôndrias), muitas atividades
bioquímicas necessárias à sobrevivência da célula ocorrem na
membrana. Assim, diversas proteínas que participam de processos de
síntese, de transporte, de respiração celular e de movimentação de
flagelos, por exemplo, estão presentes nesta estrutura.
Em suma, a membrana plasmática desempenha importantes funções,
como:
Separa o interior da célula do ambiente externo.
A membrana permite a interação da célula com o ambiente;
bactérias e arqueias obtêm nutrientes do meio externo através
da permeabilidade da membrana e também por sistemas de
transporte localizados nessa estrutura; além disso, substâncias
(como produtos do metabolismo) podem ser excretadas pela
membrana. Alguns tipos de transporte não requerem energia,
sendo chamados de transporte passivo (exemplos: difusão
Compartimentalização 
Transporte de substâncias 
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passiva, osmose e difusão facilitada), enquanto outros tipos
requerem energia na forma de ATP, força próton-motiva ou
mediante reações de fosforilação (exemplos: transporte ativo,
translocação de grupo e sistema ABC).
Na membrana de procariotos, ocorre a síntese de importantes
compostos, como, por exemplo, lipopolissacarídeos de bactérias
gram-negativas e parte da síntese da parede celular.
Na membrana de procariotos, ocorrem reações que resultam na
geração de energia, como a respiração.
Parede celular
A parede celular é uma estrutura relativamente permeável que se
encontra localizada acima da membrana plasmática. Em procariotos,
ela é responsável por proteger a célula contra a lise osmótica e
mecânica, além de conferir à célula forma e rigidez. Por ser a estrutura
mais superficial, ela age como um receptor que permite a interação de
proteínas e moléculas com a bactéria. Além disso, como as células
humanas não possuem parede celular, muitos antibióticos que
apresentam como alvo a síntese dessa estrutura foram desenvolvidos;
esses antibióticos tornam a célula bacteriana mais susceptível à lise,
resultando na morte da bactéria. O uso desses antibióticos é
extremamente vantajoso para o tratamento das infecções bacterianas.
Nas bactérias, o principal componente polissacarídico da
parede celular é denominado peptideoglicano, que é o
responsável por conferir a rigidez da estrutura.
De acordo com a estrutura e composição química da parede celular, as
bactérias podem ser classificadas em dois grandes grupos:
Atividades bioquímicas e de síntese 
Geração de energia 
Gram-positivas 
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As bactérias gram-positivas possuem uma parede celular
formada por uma camada espessa de peptideoglicano, e muitas
apresentam ainda moléculas ácidas chamadas de ácidos
teicoicos.
Parede celular gram-positiva. 1- membrana plasmática, 2- peptideoglicano, 3-
fosfolipídeo, 4- proteína, 5- ácido teicoico.
As bactérias gram-negativas possuem uma fina camada de
peptideoglicano sobre a qual se encontra uma camada
composta por lipoproteínas, fosfolipídios, proteínas e
lipopolissacarídeos (LPS), chamada de membrana externa, que
corresponde a uma segunda bicamada lipídica. A membrana
externa é permeável a pequenas moléculas por possuir porinas,
que são proteínas que atuam como canais que permitem a
entrada e saída de solutos; em geral, a membrana externa
também possui componentes tóxicos para as células de
mamíferos, capazes de causar sintomas gastrointestinais (como
diarreia, gases e vômitos) graves em humanos. Diferente das
bactérias gram-positivas, nas bactérias gram-negativas, existe,
ainda, uma região chamada periplasma, localizada entre a
membrana plasmática e a membrana externa; essa região
contém diferentes proteínas envolvidas em sistemas de
transporte de substâncias.
Gram-negativas 
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Parede celular gram-negativa. 1- membrana plasmática, 2- periplasma, 3- membrana
externa, 4- fospolipídeo, 5- peptideoglicano, 6- lipoproteína, 7- proteína, 8- LPS, 9-
porinas.
A divisão das bactérias nesses dois grupos apresenta grande
importância taxonômica.
A diferenciação das bactérias gram-positivas e gram-negativas é
realizada através de uma técnica conhecida comoColoração de Gram.
Ao final do procedimento, as bactérias gram-positivas ficam coradas de
roxo, e as gram-negativas, de Vermelho/rosa.
Bactéria gram-positiva Staphylococcus aureus coradas em roxo e bactéria Gram-negativa Escherichia
coli corada em Vermelho/rosa.
Diferentemente das bactérias, as paredes celulares das arqueias não
possuem peptideoglicano, sendo formadas principalmente por
polissacarídeos, proteínas ou glicoproteínas. A parede celular de
arqueias metanogênicas, por exemplo, é formada por um polissacarídeo
chamado pseudomureína, que é bem parecido com o peptideoglicano.
Outras arqueias podem apresentar, ainda, uma parede celular espessa
formada por polímeros de glicose, de ácido glicurônico, de ácido urônico
galactosamina, dentre outros. Outro tipo comum de parede celular em
arqueias é a denominada camada S, que é uma superfície paracristalina
formada por moléculas de proteínas e glicoproteínas entrelaçadas. A
camada S é resistente o suficiente para aguentar pressões osmóticas
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variadas e estabelecer a forma da célula, mas ela pode estar presente
em bactérias junto a outros componentes da parede celular.
Ribossomos
Os ribossomos são estruturas presentes no citoplasma e são formados
por ácido ribonucleico e proteínas. São responsáveis por sintetizar todas
as proteínas indispensáveis à vida, participando como sítio de tradução
do RNA mensageiro na síntese de proteínas. As proteínas sintetizadas
nesse processo podem apresentar as mais variadas funções, como, por
exemplo, função estrutural ou enzimática.
A forma e a função dos ribossomos dos procariotos são semelhantes à
dos eucariotos, porém os ribossomos dos eucariotos são maiores e
apresentam composição de proteínas diferentes. Veja a seguir:
Procariotos
Apresentam ribossomos 70S, que são formados pelas subunidades 30S
e 50S.
Eucariotos
Possuem ribossomos 80S formados pelas subunidades 40S e 60S.
A informação para a síntese de proteínas está no DNA cromossômico;
cada gene é um segmento de DNA que contém a informação necessária
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para a síntese de uma proteína. A informação do gene é transcrita (ou
copiada) para o RNA mensageiro, e este se complexa com o ribossomo
no local determinado para a síntese da proteína. O RNA de transferência
(ou transportador) traduz a informação do RNA mensageiro e coloca os
aminoácidos em sítios específicos do ribossomo. O RNA transportador
se liga a um aminoácido por uma extremidade, enquanto a outra
extremidade se liga ao códon (composto por três nucleotídeos) que está
no RNA mensageiro. Os aminoácidos vão sendo adicionados até que a
síntese termine em uma sequência específica. Para que a síntese de
proteínas ocorra, as duas subunidades do ribossomo devem estar
acopladas.
Ribossomo.
Material genético
Todos os organismos possuem material genético ou genoma e, no
momento da divisão celular, ele é transmitido aos descendentes. Nos
microrganismos procariotos, o material genético pode ser formado por
dois elementos distintos: DNA cromossômico e DNA
extracromossômico (também conhecido como plasmídeo, que
estudaremos no próximo tópico).
Material genético
A informação genética se encontra na sequência de monômeros dos
ácidos nucleicos, que são moléculas informacionais. Os ácidos
nucleicos são formados por sequências polinucleotídicas, e cada
nucleotídeo é formado por três constituintes: um resíduo de açúcar-
pentose (ribose no RNA e desoxirribose no DNA), uma base
nitrogenada e um grupamento fosfato.
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Desenho esquemático de uma bactéria. (1) DNA cromossómico. (2) Plasmídeos.
O DNA cromossômico é o principal constituinte do genoma dos
procariotos; este DNA se encontra associado com proteínas, formando
os cromossomos. Na grande maioria das bactérias e arqueias, o
cromossomo é formado por uma única molécula de DNA circular de fita
dupla, ou seja, é circular e único, e contém genes que são indispensáveis
para a sobrevivência da célula.
Alguns procariotos possuem mais de uma molécula de DNA
cromossômico e, outros, possuem o cromossomo linear.
As funções do cromossomo incluem transmitir
características hereditárias e codi�car proteínas celulares.
Como as células procarióticas não possuem um núcleo envolvendo o
material genético, ele se encontra disperso no citoplasma, mas de uma
maneira compactada e organizada em uma região conhecida como
nucleoide. A compactação do DNA cromossômico ocorre em três níveis
distintos e é extremamente necessária, pois, quando estendido, o DNA é
muito maior do que a célula que o contém. Por exemplo, o cromossomo
da bactéria Escherichia coli é aproximadamente 500 vezes maior que a
célula. O DNA das células procarióticas é aproximadamente 1000 vezes
menor que o das células eucarióticas
Estruturas acessórias
Agora que já conhecemos as estruturas fundamentais, fica mais fácil
imaginar o que são as estruturas acessórias, não é mesmo? Como o
próprio nome diz, são estruturas que não estão obrigatoriamente
presentes em todas as células, mas oferecem características vantajosas
às células que as possuem. Então, vamos juntos conhecer um
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pouquinho sobre as principais estruturas acessórias das células
procarióticas!
Estrutura bacteriana.
Cápsula
A cápsula é uma estrutura presente em muitas bactérias, tanto gram-
positivas como gram-negativas, e se encontra localizada ao redor da
parede celular. Trata-se de uma estrutura fortemente aderida à parede
celular, e, muitas vezes, ela se encontra covalentemente ligada ao
peptideoglicano. A cápsula geralmente é composta por uma grande
variedade de polissacarídeos, mas proteínas também podem ser
encontradas. Ela pode ser descrita como uma matriz compacta, rígida e
espessa, capaz de excluir partículas pequenas, como a tinta nanquim.
Pode ser facilmente observada com o auxílio de um microscópio óptico
utilizando a tinta nanquim, pois, uma vez que este corante não é capaz
de penetrar na cápsula, ela se apresenta como um halo claro contra um
fundo escuro.
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Assim como outras camadas de superfície externa, as cápsulas
apresentam várias funções, tais como:
I
Adesão a superfícies sólidas, por vezes formando uma camada
espessa de células, conhecida como biofilme; o biofilme pode ser
formado sobre dispositivos médicos utilizados pelos pacientes,
como os diferentes tipos de cateteres, causando infecções
difíceis de tratar.
II
Adesão a tecidos animais específicos, como, por exemplo, a
adesão da bactéria Streptococcus mutans ao esmalte do dente,
levando à formação da placa dental.
III
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Participação na patogênese microbiana (processo através do
qual os microrganismos causam doença), pois participam da
etapa inicial do processo de infecção, que é justamente a adesão
às células do hospedeiro.
IV
Atuação como fator de virulência, como no caso da bactéria
Streptococcus pneumoniae, causadora da pneumonia bacteriana;
essa bactéria possui uma espessa cápsula polissacarídica que
impede que o sistema imune do hospedeiro a reconheça como
um invasor, evitando sua eliminação e, consequentemente,
resultando na instalação da doença.
V
Proteção da célula contra a dessecação em períodos de seca,
devido a sua capacidade de se ligar à água.
Flagelos
A locomoção dos microrganismos é muito importante, pois permite que
as células ocupem novos ambientes,muitas vezes representando novas
e melhores oportunidades de sobrevivência para determinada espécie.
Muitos procariotos conseguem se deslocar devido à presença de
estruturas denominadas flagelos, que proporciona às células a
motilidade natatória. Os flagelos de bactérias são apêndices muito finos
e longos; uma extremidade se encontra ligada à célula, enquanto a outra
é livre, e sua rotação empurra ou puxa a célula em um meio líquido.
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Os flagelos estão ancorados na membrana plasmática e na parede
celular, possuem morfologia helicoidal e são formados por cópias da
proteína flagelina. De acordo com o padrão que os flagelos se ligam às
células, elas podem receber diferentes classificações:
 Flagelação polar
Flagelos ligados a uma ou às duas extremidades da
célula.
 Flagelação polar lofotríquia
Tufos de flagelos localizados em uma das
extremidades da célula.
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Fímbrias e pili
A superfície das células procariotas podem conter ainda estruturas
denominadas fímbrias e pili. Trata-se de proteínas filamentosas que se
 Flagelação polar an�tríquia
Tufos de flagelos localizados nas duas
extremidades da célula.
 Flagelação peritríquia
Flagelos presentes em vários locais ao longo da
superfície celular.
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projetam da superfície celular e desempenham algumas importantes
funções.
As fímbrias estão envolvidas com a adesão a superfícies, tanto inertes
(levando à formação de biofilme em superfícies sólidas) quanto de
animais (no caso de bactérias patogênicas). As fímbrias são
importantes para o desenvolvimento de algumas infecções, como:
Salmonelose
Causada por espécies de Salmonella.
Gonorreia
Causada por Neisseria gonorrhoeae.
Coqueluche
Causada por Bordetella pertussis.
Os pili, por sua vez, são estruturas mais longas presentes em poucas
cópias na superfície da célula. São responsáveis por facilitar a troca
genética entre células durante o processo de conjugação, além de
auxiliar também no processo de adesão. Além disso, a classe de pili
conhecida como pili tipo IV propicia à célula uma forma de motilidade
pouco comum chamada de motilidade pulsante, em que a extensão e
retração dos pili permite a movimentação da célula sobre uma
superfície sólida, além de participar também da transferência genética
em algumas bactérias.
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Grânulos de inclusão
Os grânulos de inclusão são normalmente encontrados em células
procarióticas, tendo como principal função atuar como reserva de
energia e nutrientes para as células. São responsáveis pelo
armazenamento de diferentes substâncias, como polissacarídeos,
lipídios, enxofre e polifosfato, que poderão ser usadas pelas células em
situações desfavoráveis. Estas substâncias podem se encontrar
envolvidas por uma membrana de camada única que as deixam isoladas
dentro da célula, mas alguns compostos já ficam isolados por serem
insolúveis em água, não necessitando de uma membrana.
A principal vantagem da existência dos grânulos de
inclusão se deve à redução do estresse osmótico que
seria causado dentro da célula se essas substâncias
permanecessem dissolvidas no citoplasma.
Assim, quando há excesso de carbono no ambiente, por exemplo, seu
acúmulo em bactérias e arqueias pode ocorrer na forma de polímeros
de glicogênio, que é a maior reserva de carboidratos em procariotos, e
também de poli-β-hidroxialcanoato (PHA), que representa uma reserva
de lipídios; ambos são reservas de carbono e energia. Além disso,
fosfato inorgânico pode ser acumulado na forma de grânulos de
polifosfato, que podem ser utilizados quando necessário para a síntese
de ácidos nucleicos, fosfolipídios e ATP. Outros grânulos de inclusão
são conhecidos em procariotos, como o enxofre elementar armazenado
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por bactérias sulfurosas, minerais carbonatos armazenados por
cianobactérias e magnetossomos, que correspondem ao acúmulo de
minerais magnetotáticos também por cianobactérias.
Plasmídeos
Muitas bactérias e arqueias possuem, além do cromossomo, moléculas
de plasmídeos ou DNA extracromossômico em seu citoplasma.
Geralmente, os plasmídeos são formados por uma molécula de DNA de
fita dupla circular (mas também existem os de configuração linear) e
são menores que o cromossomo da célula.
A replicação dos plasmídeos ocorre de maneira independente do
cromossomo celular. Além disso, eles variam muito em tamanho,
podem apresentar sequências de nucleotídeos bastante variadas e ser
encontrados em diferentes números de cópias nas células. É comum
que os plasmídeos maiores sejam achados em menor número de
cópias, enquanto os plasmídeos menores são geralmente encontrados
em maior número.
Conjugação bacteriana (transferência de material genético entre duas células) com a
transferência de plasmídeos de resistência.
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Sua principal função é codificar proteínas que conferem características
adicionais à célula, que não são essenciais à sobrevivência, mas são
vantajosas diante de certas condições ambientais. Por exemplo, o grupo
de plasmídeos mais estudados são os que conferem resistência aos
antibióticos, conhecidos como plasmídeo R, através da codificação de
proteínas capazes de inativá-los. Além disso, outras características
importantes para as células são conferidas por plasmídeos, como, por
exemplo:
Endósporos
Durante o processo de esporulação, espécies de bactérias podem
produzir endósporos. Estas células são extremamente resistentes a
condições adversas, como extremos de temperatura, radiação, produtos
químicos, dessecamento e escassez de nutrientes. Sendo assim, essa
estrutura permite que o microrganismo seja capaz de sobreviver em
condições de crescimento muito adversas.
Esporulação
Processo de diferenciação celular. Em bactérias, ao final do processo
de esporulação, as células vegetativas são substituídas por
endósporos.
A dispersão dos endósporos é comum e ocorre através da água, do
vento e do trato gastrointestinal de animais.
As espécies pertencentes ao gênero Bacillus são exemplos clássicos de
bactérias esporuladas. Essas bactérias esporulam quando ocorre
 Resistência à radiação ultravioleta.
 Produção de toxinas, enzimas e outras moléculas
que causam danos aos hospedeiros.
 Produção de fímbrias de adesão a tecidos.
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escassez de algum nutriente essencial, como carbono ou nitrogênio, por
exemplo. Nesses casos, elas param seu crescimento vegetativo e
esporulam, formando endósporos que podem ficar dormentes por
muitos anos, voltando a se converter em células vegetativas apenas
quando as condições ambientais voltarem a se tornar favoráveis ao seu
crescimento.
Bacillus anthracis.
Classi�cação das bactérias
As bactérias podem ser classificadas de acordo com diferentes
critérios. Os principais são:
De acordo com a forma, as bactérias podem ser classificadas
em cocos, bacilos, espiroquetas, espirilos e vibriões (como
vimos anteriormente).
Morfologia 
Parede celular 
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De acordo com a composição da parede celular, as bactérias
podem ser classificadas em gram-positivas e gram-negativas.
De acordo com o pH ótimo de crescimento, as bactérias podem
ser classificadas