Coloração de Gram e Estrutura Celular dos Procariotos

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MICROBIOLOGIA – AULA 2
COLORAÇÃO DE GRAM
- classificação de acordo com suas características tintoriais, forma e arranjo celular.
- a estrutura, os componentes e as funções da parede celular diferenciam as bactérias Gram- positivas das gram-negativas.
BACTÉRIAS GRAM-POSITIVAS:
- parede celular grosa: com múltiplas camadas constituídas de peptidoglicanos que envolvem a membrana citoplasmática da bactéria. Esse peptidoglicano é suficientemente poroso para permitir a difusão de metabólitos para a membrana plasmática. É essencial para a estrutura, replicação e sobrevivência da célula em condições hostis.
- carecem da membrana periférica presente nas bactérias gram-negativas.
BACTÉRIAS GRAM-NEGATIVAS
- fina camada de peptidoglicano imediatamente externa à membrana citoplasmática.
- exteriormente à camada de peptidoglicano há a membrana externa (exclusiva para gram-negativas).
- membrana externa: atua como barreira seletiva. Constitui-se de fosfolipídios, proteínas e lipossacarídeos (importante para evasão destas bactérias à ação de células fagocitárias e ao sistema complemento durante infecção). Também é uma barreira à entrada de subs como antibióticos, detergentes e enzimas digestivas.
ESTRUTURA DOS PEPTIDOGLICANOS: formados pela alternância de ácido N-acetilglicosamina (NAG) e ácido N-acetilmurâmico (NAM). No NAM encontram-se ligadas as cadeias laterais tetrapeptídeos.
A TÉCNICA DE GRAM 
1- cobrir o esfragaço com cristal violeta (corante)
2- cobrir o esfregaço com lugol (fixador do corante)
3- descorar o esfregaço com etanol-acetona
4- lavar a lâmina em água corrente
5- cobrir o esfragaço com fucsina ou safranina (corante)
6- lavar a lâmina em água corrente e deixar secar ao ar
7- adicionar óleo de imersão no esfragaço corado e visualizar ao microscópio
Nas bactérias gram-positivas que se tornam violeta, o corante fica confinado na espessa camada de peptidoglicano. Enquanto as gram-negativas, por possuírem uma fina camada desse composto não retém o corante cristal-violeta, por isso são contrastadas com a safranina ou fucsina, tornando-se avermelhadas. 
MORFOLOGIA E ESTRUTURA CELULAR MICRORGANISMOS PROCARIONTES
FLAGELO:
- filamentos finos se estendem a partir da membrana citoplasmática e atravessam a parede celular.
- composto por flagelinas, presas à membrana bacteriana pelo corpo basal e direcionadas pelo potencial de membrana. A maioria das bactérias não tem flagelos e as espécies flageladas tem mais potencial de disseminação. É geralmente presente nos bacilos e ausente nos cocos. 
quimiotaxia: movimento de afastamento ou aproximação feito pelo flagelo
Todo flagelo é composto por 3 partes: 
- corpo basal (ancoragem): gancho central circundado por anéis
 - gancho (conecta o filamento helicoidal com o corpo basal)
- filamento helicoidal
Gram-positiva: 1 par - 2 anéis
Gram-negativa: 2 pares - 4 anéis (dá firmeza)
COMPOSIÇÃO QUÍMICA
popilpeptídeos específicos - flagelina
geralmente se arranjam em feixes de maneira paralela ou entrelaçada
A estrutura da flagelina de cada espécie bacteriana é suficientemente única para conferir especificidade. (muda a composição de aminoácidos)
Função: motilidade- rotação do corpo basal 
(o flagelo cresce na extremidade, e não na base)
LOCALIZAÇÃO/ARRANJO FLAGELAR (foto celular)
A- monotriquia - 1 flagelo localizado em um dos polos da célula
B - Lofotriquia - mais de um flagelo localizado em um dos polos da célula
C- Anfitriquia - 1 flagelo localizado em cada um dos pólos da célula
D - Peritriquia - flagelos localizados em toda a superfície do corpo celular
PILI (externas à parede celular)
estruturas muito finas (bem mais que os flagelos), filamentos não helicoidais e mais numerosas ligados à superfície externa da célula sem um sistema de ancoragem.
frequentemente observados em bactérias gram negativas, streptococcus sp, actinomyces SP.
- pilina: subunidades individuais se arranjam em forma de espiral em torno de um espaço central (pequena quantidade de carboidrato)
- 01 a várias centenas por célula
FUNÇÕES: fimbrias ou Pili F
Pili F (sexuais) --> transferencia de material genetico entre as células microbianas
Pili F: doadoras - reconhecem receptores na superfície de células receptoras
receptores de bacteriófagos = vírus ( não tem Pili F)
Pili tipo-específico ou fímbrias aderência (TODA CÉLULA QUE TEM FÍMBRIA TEM PODER PATOGÊNICO). Formadas por pilinas, tem menor diâmetro que os flagelos e não são espiraladas como eles. Promovem aderência (por meio da adesina) às outras bactérias ou ao hospedeiro e são um importante fator de virulencia .
especificidade de aderência a determinadas células
ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS PILI
- simples: microscopia eletronica
- penetram na parede celular sem ancoragem (não tem corpo basal)
- PILINA (proteína)- subunidades individuais se arranjam em forna de espiral em torno de um espaço central (pequena quantidade de carboidrato- ou seja, pode ser que
as fímbrias sejam glicoproteínas)
variam de 01 a várias centenas por célula.
patógenos: impedem a remoção da bactéria pelo fluxo de muco ou outros fluidos corporais (sist. de defesa) --> INFECÇÃO
GLICOCÁLICE
- material viscoso que circunda a bactéria
- de acordo com a consistência pode haver dois tipos: cápsula ou camada limosa
- CÁPSULA --> glicocálice organizado de modo definido e firmemente acoplado à parede celular ( tende a ser mais insoluvel em água), TEM GRANDE POTENCIAL PATOGÊNICO. Formada por uma rede de filamentos polissacarídicos
 - CAMADA LIMOSA sem forma definida e frouxamente acoplada à parede celular, não dá tanta aderência (por isso é facilmente solúvel em água - tornam o meio viscoso)
cápsulas homopolissacarídeas: formada por um unico tipo de monossacarídeo (açúcar)
cápsulas heteropolissacarídeas: formadas por mais de um tipo de monossacarídeo (açúcar), ou de mais de um tipo de peptídeo (polipeptídeo)
Funções:
- aderência
- reservatório de alimentos (manter a vida da bactéria mesmo em um ambiente pobre em nutrientes)
- proteção:
dessecamento temporário
adsorção e lise para bacteriófagos
fagocitose (difícil para nossos anticorpos destruírem - por isso grande potencial patogênico)
- as cápsulas permitem às bactérias expressar sua capacidade de virulência, protegendo-as dos ,mecanismos de defesa do hospedeiro
- a especificidade é tão grande que dentro de uma determinada espécie, poderemos ter subespécies ou tipos imunológicos. 
- as cápsulas permitem às bactérias expressar sua capacidade de virulência, protegendo-as dos mecanismos de defesa do hospedeiro.
- a especificidade é tão grande que dentro de uma determinada espécie, poderemos ter subespécies ou tipos imunológicos (diferente composição da cápsula).
PAREDE CELULAR
- muito importante para a sobrevivência da célula
- estrutura rígida mantém a forma característica
- previne expansão e rompimento da célula pela entrada de água
- essencial ao crescimento e divisão celular
- Composição química a estrutura: diferentes substâncias (composição, diferente espessura e diferente Gram.)
PEPTIDOGLICANO - tem na gram negativa e positiva (mureína/pepetidoglicana)
polímero poroso e insolúvel formado por 3 subunidades que se repetem para formar um polímero: N- acetilglicosamina (NAG), ácido n- acetilmurâmico (NAM), peptídeo com 4 aminoácidos (tetrapeptídeo) ligações cruzadas com outra cadeia rigidez.
- Funções: manutenção da forma característica, barreira osmótica (previne evasão de enzimas e entrada de substâncias químicas e enzimas)
Arqueobactérias: parede celular composta por proteínas, glicoproteínas ou possicarídeos complexos.
Bactéria Gram Positiva parede mais grossa – quantidade maior de peptideoglicano e possuem ác. Teicoico (polímeros glicerol e ribitol fosfato) e lipoteicoico que servem para adesão, logo são grandes componentes antigênicos e proteínas para transporte ativo de nutrientes.
parede celular ancora na membrana
Bactéria Gram Negativa possui uma membrana externa na parede celular com lipopolissacarídeos quesão fatores de virulência que recobre a fina camada de peptideoglicano. 
A membrana externa age como uma barreira seletiva, ancorada sobre o peptideoglicano por uma lipoproteína, e contem proteínas e lipopolissacarídeos (LPS)
LIPOPOLISSACARÍDEOS
- antígeno O (cadeia de polissacarídeos) = sítios para adsorção de bacteriófagos
Unidades de carboidratos
Hexoses: glicose, galactose, manose e ramnose (comuns)
Reações com anticorpos em testes laboratoriais
- lipídeo A (ác. Graxos saturados) = endotoxina
MEMBRANA EXTERNA
faz parte da parede celular
impermeável à proteínas
permeável a moléculas menores por transporte ativo e passivo (purinas, pirimidinas, peptídeos, aác e dissacarídeos)
Proteínas da membrana externa são sítios receptores para adsorção de vírus bacterianos e bacteriocinas (substancias que podem ser produzidas por outras bactérias e que são tóxicas para a própria bactéria).
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
Funções: sede de processos essenciais, barreira seletiva.
Possui PERMEASES (proteínas específicas) para transporte de enzimas envolvidas na produção e síntese de parede celular. 
Estrutura e composição química: 
BICAMADA:
fosfolipídeos (20 a 30%) – da fluidez a membrana plasmática
proteínas (50 a 70%)
modelo de mosaico fluido
Não contém esteróis
Exceção: micoplasma sp = + rígida, logo possui esteróis, pois não tem parede celular.
Mesossomos
extensões da membrana citoplasmática que pode localizar-se muito próxima ou aprofundar-se para o interior do citoplasma.
-profundos e centrais: replicação do DNA e divisão celular.
- periféricos: secreção de enzimas (penicilinases) para fora da célula.
As extensões intracelulares da membrana citoplasmática aumentam a superfície para atividades metabólicas. Na membrana citoplsamática ocorrem metabolismo anabólico e catabólico. Ocorre também a regulação do transporte de moléculas para dentro e fora da célula. 
CITOPLASMA
É um fluido denso onde encontramos cerca de 80% composto por água, e também ácidos nucleicos, proteínas, carboidratos , lipídios, íons orgânicos, complexos de baixo peso molecular Biossíntese celular(construção de parede, membrana etc..) e produção de energia (já que tem carbo e lipídio dissolvidos no citoplasma)
Diferente das células eucariotas não tem microtubulos que formam citoesqueleto.
RIBOSSOMOS: partículas densas livres no citoplasma associadas à superfície interna da membrana citoplasmática.
Funções: síntese de proteínas.
Subunidades: 50S e 30S = 70S
composição: 40% proteína e 60% RNA
INCLUSÕES CITOPLASMÁTICAS: produtos de armazenamento (Carbo, lipídios e proteínas), estruturas limitadas ou não por membrana.
Granulos de volutina (metacromáticos) : polifosfato
Poli –beta-hidroxibutirato (PHB): material lipídico
glicogênio: polissacarídeo
Funções: reserva de energia
ÁREA NUCLEAR/REGIÃO NUCLEAR: próxima ao centro da célula, sistema membrana citoplasmática-mesossomo.
nucleoide: cromossomo único e circular (genoma-fita única DNA)
Plasmídeos: pequenas moléculas de DNA linear/circular com capacidade de auto replicação. 
FORMAS LATENTES DE PROCARIOTOS: são formas de repouso, metabolicamente inativos que sobrevivem em condições desfavoráveis. (esporos)
ESPOROS/ENDÓSPOROS:
parede celular espessa – muito resistente com estrutura e composição química diferente da parede da bactéria ativa.
Forma e localização:
- ovais e central (bacillus cereus)
- esféricos e terminal (clostridium tetani)
- ovais e subterminal (clostridium subterminale)
Maioria resiste a 80ºC por até 10 minutos – desidratando ela fica com uma resistência maior
CONÍDEOS: típicos dos fungos e actinomicetos (bactérias que produzem estruturas semelhantes às dos fungos). Têm função reprodutiva e são pouco resistentes ao calor. A diferença está no núcleo: sua presença caracteriza um fungo, enquanto sua ausência caracteriza uma bactéria.