MICROBIOLOGIA S. AMBIENTAL AULA 2

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Anatomia Funcional das Células Procarióticas e Eucarióticas
Unoesc Campus de Videira
Curso de Engenharia Sanitária e Ambiental
5ª fase
Professora: Lauci Dalla Zem Giaretta
Disciplina: Microbiologia Sanitária e Ambiental 
Células Procarióticas e Eucarióticas: Visão Geral 
		Os procarióticos e os eucarióticos são quimicamente similares, no sentido de que ambos contêm ácidos nucléicos, proteínas, lipídios e carboidratos.
		Usam os mesmos tipos de reações químicas para metabolizar o alimento, formar proteínas e armazenar energia.
Principais características diferenciais entre procariotos e eucariotos
Procariotos (termo grego significando pré-núcleo)
 * DNA (material genético) não está envolvido por uma membrana, e ele é um cromossomo circular;
	*DNA não está associado a proteínas histonas (proteínas cromossômicas encontradas nos eucariotos); outras proteínas estão associadas ao DNA.
*Não possuem organelas revestidas por membrana;
*Suas paredes celulares quase sempre contêm o polissacarídeo complexo peptideoglicana;
* Normalmente se dividem por fissão binária. Durante esse processo, o DNA é duplicado e a célula se divide em duas.
Eucariotos ( termo grego que significa núcleo verdadeiro):
* DNA encontrado no núcleo da célula, que é separado do citoplasma por uma membrana nuclear, é encontrado em múltiplos cromossomos;
* DNA consistente associado a proteínas cromossômicas denominadas histonas e com não-histonas;
 *Eles possuem diversas organelas revestidas por membrana, inclusive as mitocôndrias, o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi, os lisossomos e algumas vezes os cloroplastos;
 *As paredes celulares dos eucariotos, quando presentes, são quimicamente simples.
 *Dividem-se por mitose, em que os cromossomos são duplicados, e um conjunto idêntico é distribuído para cada um dos dois núcleos.
 *Ocorre a divisão do citoplasma e de outras organelas, de forma que as duas células produzidas são idênticas.
Célula Procariótica
 		Os representantes do mundo procariótico compõem um vasto grupo heterogêneo de organismos unicelulares muito pequenos.
		Os procariotos incluem bactérias e arquibactérias. As cianobactérias fotossintetizadoras fazem parte do grupo das bactérias.
		As bactérias e arquibactérias diferem na composição química.
		As milhares de espécies de bactérias são diferenciadas por muitos fatores, incluindo a morfologia (forma), a composição química (reações de coloração), necessidades nutricionais, atividades bioquímicas e a fonte de energia ( luz solar ou química). 
O tamanho, a forma e o arranjo das células bacterianas
		Existem muitos tamanhos e formas para as bactérias. A maioria das bactérias varia de 0,2 a 2,0 micrômetro de diâmetro e de 2 a 8 micrômetro de comprimento. Elas possuem algumas formas básicas: coco esférico, bacilo em forma de bastão e espiral.
		Os cocos normalmente são redondos, mas podem ser ovais, alongados ou achatados em uma extremidade. 
		Quando os cocos se dividem para se reproduzir as células podem permanecer unidas umas às outras.
		Os cocos que permanecem em pares após a divisão são denominados diplococos; aqueles que se dividem e permanecem ligados em forma de cadeia são denominados estreptococos. 
		Aqueles que se dividem em dois planos e permanecem em grupos de quatro são conhecidos como tétrades.
		Os que se dividem em três planos e permanecem unidos em forma de cubo, com oito bactérias, são denominados sarcinas. 
		Aqueles que se dividem em múltiplos planos e formam cachos ou lâminas amplas são denominados estafilococos.
	Essas características do grupo são frequentemente úteis na identificação de certos cocos.
Arranjos bacterianos
		Os bacilos se dividem ao longo de seu eixo curto; existem menos agrupamentos de bacilos que de cocos. A maioria dos bacilos se apresenta isolados.
		Os diplobacilos aparecem em pares após a divisão; os estreptobacilos ocorrem em cadeias. Alguns bacilos são semelhantes a gravetos; 
		Outros possuem extremidades cortadas, como um charuto. Outros são ovais e tão parecidos com os cocos que são denominados cocobacilos.
		As bactérias espirais possuem uma ou mais curvaturas; elas nunca são retas. As bactérias que parecem uma vírgula são denominadas vibriões;
 
		Outras, denominadas espirilos, possuem forma helicoidal, como um saca-rolhas, e um corpo bastante rígido. Outro grupo de espirais tem forma helicoidal e flexível, e são denominadas espiroquetas.
 		Além das três formas básicas, existem células estreladas; células quadradas e planas e triangulares.
Estruturas típicas de uma célula procariótica
Estruturas Externas à Parede Celular
Glicocálice
		O glicocálice (cápsula, camada viscosa ou polissacarídeo extracelular) é um polissacarídeo gelatinoso e/ou revestimento polipeptídico;
		As cápsulas podem proteger os patógenos da fagocitose.
		As cápsulas permitem a adesão a superfícies, impedem a dessecação e podem fornecer nutrientes.
	
Flagelos
	Os flagelos são apêndices filamentosos relativamente longos consistindo de um filamento, alça e corpo basal.
	 Os flagelos procarióticos rotam para empurrar a célula.
	 
		As bactérias móveis apresentam taxia: taxia positiva é o movimento em direção a um atraente, e taxia negativa é o movimento para longe de um repelente.
	A proteína flagelar (H) atua com antígeno.
Filamentos Axiais
		As células espirais que se movem por meio de um filamento axial (endoflagelo) são denominados espiroquetas.
		Os filamentos axiais são similares aos flagelos, exceto que eles se enovelam em torno da célula.
Fímbrias e Pili
	As fímbrias e pili são apêndices curtos e delgados;
	As fímbrias auxiliam as células aderirem as superfícies;
	Os pili unem as células para a transferência de DNA de uma célula para outra.
Fímbrias 
Parede celular
Composição e Características
		A parede celular circunda a membrana plasmática e protege a célula das alterações na pressão de água.
		A parede celular bacteriana consiste de petideoglicana, polímero composto de NAG e NAM e cadeias curtas de aminoácidos.
	A penicilina interfere com a síntese de peptideoglicana.
	As paredes celulares gram-positivas consistem de muitas camadas de peptideoglicana e também contêm ácidos teicóicos.
	
	
		As bactérias gram-negativas possuem uma membrana externa de lipoproteína-lipossacarídeo-fosfolipídeo, circundando uma fina camada de peptideoglicana.
		A membrana externa protege a célula da fagocitose e da penicilina, lisozima e de outras substâncias químicas.
		As porinas são proteínas que permitem às moléculas pequenas passar através da membrana externa; proteínas específicas permitem que outras moléculas se movam através da membrana externa.
		O componente lipopolissacarídeo da membrana externa consiste de açúcares que atuam como antígenos e de lipídeo A, que é uma endotoxina.
Paredes celulares bacterianas
Paredes celulares e Mecansimo da coloração de Gram
		O complexo cristal violeta-iodo se combina a peptideoglicana.
		O deslocamento remove o lipídeo da membrana externa das gram-negativas e lava a violeta da genciana. 
Paredes celulares atípicas
	O Mycoplasma é um gênero bacteriano que não apresenta paredes celulares naturalmente.
	As arquibactérias possuem pseudomureína; elas não apresentam peptideoglicana.
Dano a parede celular
		Em presença de lisozima, as paredes celulares gram-positivas são destruídas e o conteúdo celular restante é denominado protoplasto.
		Em presença de lisozima, as paredes celulares gram-negativas não são completamente celular restante é denominado esferoplasto.
		As formas L são bactérias gram-positivas ou gram-negativas que não produzem uma parede celular.
		Os antibióticos como a penicilina interferem com a síntese da parede celular.
Estruturasinternas à parede celular
Membrana plasmática
	Reveste o citoplasma e é uma camada dupla de fosfolipídeo com proteína (modelo mosaico fluído).
		A membrana plasmática é seletivamente permeável.
		As membranas plasmáticas conduzem enzimas para reações metabólicas, como a degradação dos nutrientes, a produção de energia e fotossíntese.
		Os mesossomos, dobras irregulares da membrana plasmática, são artefatos, não estruturas celulares verdadeiras.
		As membranas plasmáticas podem ser destruídas por álcoois e polimixinas.
Movimento de materiais através das membranas
		O movimento através da membrana pode ser por processos passivos, em que os materiais se movem de áreas de maior concentração para menor, sem gasto de energia pela célula;
		Na difusão simples, as moléculas e os íons se movem até o equilíbrio ser atingido. 
		Na difusão facilitada, as substâncias são transportadas por proteínas transportadas através das membranas, de áreas de alta para baixa concentração.
		Osmose é o movimento de água de áreas de alta para baixa concentração, através de uma membrana seletivamente semipermeável, até o equilíbrio ser atingido.
		No transporte ativo, os materiais se movem das áreas de baixa para alta concentração através das proteínas transportadoras, e a célula precisa gastar energia.
		Na translocação de grupo, a energia é gasta para modificar as substâncias químicas e as transportar através da membrana.
Citoplasma
	É o componente líquido dentro da membrana plasmática.
	O citoplasma é principalmente água, com moléculas inorgânicas e orgânicas, DNA, ribossomos e inclusões.
Área Nuclear
		A área nuclear contém o DNA do cromossomo bacteriano.
		As bactérias também podem conter plasmídeos, que são moléculas circulares de DNA.
	 
Ribossomos
		O citoplasma de um procarioto contém numerosos ribossomos 70S;os ribossomos consistem de rRNA e proteína;
		A síntese protéica ocorre nos ribossomos, ela pode ser inibida por certos antibióticos.
Inclusões
		São depósitos de reserva encontrados nas células procarióticas e eucarióticas.
		Entre as inclusões encontradas nas bactérias, estão os grânulos metacromáticos (fosfato inorgânico), os grânulos de polissacarídeos, e outros.
Endosporos
		São estruturas de repouso, formadas por algumas bactérias para a sobrevivência durante condições ambientais adversas.
		O processo de formação de endosporos é denominado esporulação; o retorno de um endosporo a seu estado vegetativo é denominado germinação.
Célula eucariótica
Flagelos e cílios
		Os flagelos são poucos e longos em relação ao tamanho da célula; os cílios são numerosos e curtos.
		Os flagelos e os cílios são usados para a motilidade, e os cílios também movem substâncias ao longo da superfície das células.
	Ambos os flagelos e cílios consistem de um arranjo de nove pares e de dois microtúbulos isolados.
Parede celular e glicocálice
	As paredes celulares de muitas algas e alguns fungos contêm celulose.
	O principal material das paredes celulares fúngicas é a quitina.
	As paredes celulares fúngicas consistem de glicana e manana.
		As células animais são circundadas por um glicocálice, que reforça a célula e fornece um meio e fixação para outras células.
Membrana plasmática
		Assim como a membrana plasmática procariótica, a membrana plasmática eucariótica é uma camada dupla de fosfolipídeo contendo proteínas.
	As membranas plasmáticas eucarióticas contêm carboidratos aderidos a proteínas e esteróis não encontrados nas células eucarióticas (exceto pelas bactérias Mycoplasma).
		As células eucarióticas podem mover materiais através da membrana plasmática pelos processos passivos usados pelos procariotos, além do transporte ativo e da endocitose (fagocitose e pinocitose).
Citoplasma
		O citoplasma das células eucarióticas inclui tudo que está dentro da membrana plasmática e que é externo ao núcleo.
		As características químicas do citoplasma das células eucarióticas lembram as do citoplasma das células procarióticas.
		O citoplasma eucariótico tem um citoesqueleto e exibe corrente citoplasmática.
Organelas
		As organelas são estruturas especializadas revestidas de membrana no citoplasma das células eucarióticas.
		O núcleo, que contém DNA em forma de cromossomos, é a organela eucariótica mais característica.
		O envelope nuclear está conectado a um sistema de membrana no citoplasma, denominado retículo endoplasmático (RE).
		O RE fornece uma superfície para reações químicas, serve como rede de transporte e armazena as moléculas sintetizadas.
		A síntese protéica e o transporte ocorrem no RE rugoso; a síntese de lipídeos ocorre no RE liso.
		Os ribossomos 80S são encontrados no citoplasma ou aderidos ao RE rugoso.
		Os complexos de Golgi consistem de sacos achatados denominados cisternas. Atuam na formação da membrana e secreção de proteínas.
		Os lisossomos são formados a partir dos complexos de Golgi. Armazenam poderosas enzimas digestivas.
		Os vacúolos são cavidades revestidas por membrana, derivadas dos complexos de Golgi ou endocitose.
 
		São geralmente encontrados em células de plantas, armazenam várias substâncias, ajudam a trazer alimento para dentro da célula, aumentam o tamanho das células e fornecem rigídez para folhas e os caules.
	As mitocôndrias são os locais primários de produção de ATP.
	Os cloroplastos contêm clorofila e enzimas para a fotossíntese.
	Uma variedade de componentes orgânicos são oxidados nos peroxissomos.
	O centrossomo é constituído pelo material pericentriolar e os centríolos.
A evolução dos eucariotos
		De acordo com a teoria endossimbiótica, as células eucarióticas evoluíram de procariotos simbióticos vivendo dentro de outras células procarióticas.
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