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GRADUAÇÃO UNEC / EAD NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Professor: Ronny Francisco de Souza – ronnyfrsouza@gmail.com Página | 11 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA: Morfologia e Sistemática Vegetal REINO MONERA A vida é dividida em três grandes domínios como pode ser visualizada na figura 1. O reino monera é composto pelas Archaeobactérias (Archaea) e eubactérias (Bactérias). As eubac- térias por sua vez são formadas pelas bactérias e cianofíceas. As cianofíceas muita das vezes são denominadas de algas azuis devido seu aspecto azul esverdeado. Figura 1 – Esquema demonstrando os três grandes domínios da vida. (Fonte: Raven, 2014). Uma característica geral de todos membros do reino monera é ser um organismo pro- carionte, ou seja, não apresentar um núcleo individualizado. Indivíduos formados somente por uma única célula (unicelulares). Alguns grupos do reino monera, apesar de serem unicelulares podem formar colônias, formando cordões de uma mesma célula. 1. Archaeobactérias: Archaea As archaea tem quatro grandes grupos: metanogênicas, termófilas, halófitas, e termófi- las sem paredes celular. As metanogênicas são caracterizadas pelo metabolismo anaeróbio utilizam o elemento químico hidrogênio como co-fator de reações que catabolizam o gás carbônico (CO2) em me- tano (CH4). As fermófilas sobrevivem em temperaturas altíssimas, (60- 150° C), representando os ambientes aquáticos situados próximos à falhas na crosta oceânica (fendas vulcânicas). Esses organismos realizam quimiossíntese, utilizando compostos inorgânicos (ácido sulfídrico – H2S) para sintetizar matéria orgânica e obter energia. Já as halófitas são bactérias primitivas que vivem em locais com alta concentração de sal, em que a solução do meio (ambiente aquático) é extremamente hipertônica, por exemplo, a salinidade do Mar Morto. As termófilos sem parede celular como o thermoplasma, não possui parede celular e são bem pequenos (0,3 a 2 µm de diâmetro). São desde esféricos a filamento- sos. Ocorrem em montes ácidos de carvão autocomburente - com temperatura variando de 32 a 80 ◦C. mailto:ronnyfrsouza@gmail.com GRADUAÇÃO UNEC / EAD NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Professor: Ronny Francisco de Souza – ronnyfrsouza@gmail.com Página | 12 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA: Morfologia e Sistemática Vegetal 2. Eubactérias: Cianobactérias As cianobactérias são de ambientes marinho, dulcícola e terrestre. Suportam ambientes extremos como fontes termais, desertos, regiões polares, lagos alcalinos, etc..., podem ser uni- celulares ou coloniais (Figura 2). Figura 2 - Disponível em: https://www.infoescola.com/biologia/cianobacterias/, acessado em 19/03/2020. Estrutura das Cianobactérias As cianobactérias possuem nucleóide mergulhado em um citoplasma, onde o material genético não está separado desse meio por meio de membrana nuclear. Os ribossomos fazem o seu papel produzindo proteínas. A membrana plasmática limita o interior da célula com o meio extracelular. As cianobactérias possuem uma parede celular externa a membrana plasmática que é semelhante à de bactérias Gram negativas. Algumas cianobactérias apresentam bainha de mu- cilagem, que tem sua formação dependente das características do ambiente com função de proteger as células contra dessecação. Nas membranas fotossintéticas com pigmentos fotossintetizantes, o principal pigmento é a clorofila a. Nessas membranas também estão presentes pigmentos acessórios como as fico- bilinas: ficocianina (azul) e ficoeritrina (vermelho). A presença de ficocianina e ficoeritrina permite a colonização de maiores profundidades. Suas membranas tilacóides fotossintetizantes, lembram as dos cloroplastos. Esses organismos têm como principal produto de reserva o glicogênio. Acredita-se que as cianobactérias tenham se originado dos cloroplastos eucariontes. As evidências bioquimica- mente apontam que são semelhantes a cloroplastos de algas vermelhas. mailto:ronnyfrsouza@gmail.com https://www.infoescola.com/biologia/cianobacterias/ GRADUAÇÃO UNEC / EAD NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Professor: Ronny Francisco de Souza – ronnyfrsouza@gmail.com Página | 13 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA: Morfologia e Sistemática Vegetal Muitos gêneros de cianobactérias podem fixar o nitrogênio, convertendo-o em amônia que é a forma pela qual o nitrogênio fica disponível para as reações biológicas. Nas filamento- sas, a fixação do nitrogênio, em geral ocorre dentro do heterocistos, que são células especiali- zadas (Figura 3). Figura 3 – Foto em microscopia ótica, de uma cianobactéria evidenciando o heterocisto e o acineto. Os heterocistos apresentam parede celular especializadas, tem grande quantidade de gli- colipídios que impede a difusão do oxigênio para dentro da célula. Essas células contém uma pequena quantidade de ficobilina. A nitrogenase, enzima que catalisa as reações de fixação do nitrogênio é sensível a presença de oxigênio. Assim a fixação é um processo anaeróbico. Além dos heterocistos, algumas cianobactérias formam esporos resistentes chamados acinetos (Figura 3). Essas células são circundadas por envoltórios espessos. Como os endóspo- ros formados por outras bactérias, os acinetos são resistentes ao aquecimento e a falta de água, permitindo a sobrevivência das cianobactérias a períodos desfavoráveis. A reprodução desses organismos é do tipo bipartição um tipo de reprodução assexuada. A reprodução sexuada não é encontrada nesses organismos. 3. Eubactérias: Bactérias Estrutura das bactérias As estruturas de uma bactéria podem ser visualizadas esquematicamente na figura 4. As bactérias apresentam o nucleóide com um único cromossoma circular de DNA que determina as características e comanda as atividades celulares. O citoplasma se caracteriza por uma solu- ção aquosa na qual estão suspensos todos os componentes internos. Os ribossomos, pequenos corpos granulares, com os quais ocorre a síntese de proteínas, movem-se livremente no cito- plasma. A membrana plasmática envolve a célula controlando as trocas de substâncias com o exterior. Elas podem formar imaginações para o interior em cuja superfície ocorrer a respira- ção. A extrutura externa a membrana plasmática a parede celular é um invólucro semirrígido mailto:ronnyfrsouza@gmail.com GRADUAÇÃO UNEC / EAD NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Professor: Ronny Francisco de Souza – ronnyfrsouza@gmail.com Página | 14 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA: Morfologia e Sistemática Vegetal (polissacarídeos e polipeptídeos) que dá forma às bactérias e as protege contra vírus e substân- cias tóxicas. Figura 4 – Desenho esquemático com as principais características das bactérias. Algumas bactérias possuem uma cápsula, camada de glicoproteína, que protege a bac- téria da dessecação, dos vírus bacteriófagos, células fagocitárias e anticorpos. Essas cápsulas podem promover a aderência (cárie) em superfície dentária. Outra característica importante nesses organismos é a presença de flagelo, as bactérias podem apresentar um número variável de flagelos, os quais, rodando sobre a sua base, permitem que a célula se movimente. As fímbrias são numerosos apêndices filamentosos, de natureza proteica, muito mais curtos e finos do que os flagelos. Tem o papel de facilitar a aderência da bactéria a substratos sólidos ou aos tecidos dos organismos parasitados. Outra função das fim- brias é a formação do pêlo sexual no processo, de compartilhamento de plasmídeos. Os plasmídeos são pequenos DNA circular extracromossomal, que se replicam indepen- dentemente do cromossomo celular. Dentre as características dos plasmídeos, podemos citar a de conferem vantagens seletivas. Muitos plasmídeos podem carregar resistências a certos anti- bióticos. A replicação podeocorrer durante a replicação bacteriana ou na conjugação (o pro- cesso de conjugação será tratado logo a frente). A reprodução é assexuada por bipartição ou cissiparidade, e acontece como visualizada na figura 5. A maior adaptabilidade dos indivíduos membro dos grupos das bactérias é conferida pela recombinação genética em decorrência da conjugação, transformação e transdução. O processo de conjugação (Figura 6) ocorre quando um pilus da célula doadora conecta com a célula receptora, permitindo a transferência do material genético. Normalmente são trans- mailto:ronnyfrsouza@gmail.com GRADUAÇÃO UNEC / EAD NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Professor: Ronny Francisco de Souza – ronnyfrsouza@gmail.com Página | 15 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA: Morfologia e Sistemática Vegetal feridos plasmídeos para o hospedeiro, que em muitas vezes contêm genes que garante resistên- cia a determinados agentes. A conjugação pode ocorrer entre bactérias e bactérias, bactérias e fungos, bactérias e plantas. Figura 5 – Representação de como ocorre a reprodução em bactéria, a cissiparidade. Figura 6 - Representação esquemática do processo de conjugação. Toda bactéria que tem o plasmídeo é considerada “macho” e a ausente de “fêmea”. O processo de transformação ocorre quando um procarioto recebe um DNA “nu” ou livre do ambiente (Figura 7). mailto:ronnyfrsouza@gmail.com GRADUAÇÃO UNEC / EAD NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Professor: Ronny Francisco de Souza – ronnyfrsouza@gmail.com Página | 16 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA: Morfologia e Sistemática Vegetal A Transdução é um processo que ocorre quando os vírus que atacam bactérias, bacte- riófagos, trazem com eles o DNA dele e de hospedeiros anteriores (Figura 8). Figura 7 - Representação esquemática do processo de transformação. Figura 8 - Representação esquemática do processo de transdução. Estruturas resistentes a condições ambientais adversas são denominadas de endósporos em bactérias. Essas estruturas são células dormentes que se formam pelo processo de conhecido mailto:ronnyfrsouza@gmail.com GRADUAÇÃO UNEC / EAD NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Professor: Ronny Francisco de Souza – ronnyfrsouza@gmail.com Página | 17 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA: Morfologia e Sistemática Vegetal como esporulação (Figura 9). Ocorre quando as células começam a utilizar suas reservas ali- mentares. A formação de endósporo aumenta muito a sobrevivência da célula procariótica. São intensamente resistentes ao aquecimento, à radiação e a desinfetantes químicos. Figura 9 – Processo de esporulação de ocorrência em bactérias. 4. Diversidade Metabólica Alguns procariotos produtores de seu próprio alimento, tais organismos podem ser clas- sificados como autótrofos. Esse grupo pode ser de dois tipos, os autótrofos fotossintetizantes que retiram a energia da luz e os autótrofos quimiossintetizantes que utilizam os compostos inorgânicos como fonte de energia e não a luz (H2S ou NH3). A grande maioria das bactérias são heterótrofos, ou seja, são organismos que não pro- duzem seu próprio alimento. Desse grupo a grande maioria são saprófagos, pois obtém sua energia de matéria orgânica em decomposição. Além das bactérias, os fungos são também sa- prófagos, juntos eles são responsáveis pela decomposição e reciclagem de material orgânico no solo, são os recicladores da biosfera. Quanto a necessidade de oxigênio as bactérias podem ser classificadas, como aeróbias e anaeróbias. As aeróbicas são aquelas que requerem o oxigênio para respiração. Já as anaeró- bicas não possuem mecanismos aeróbios, assim, não utilizam o oxigênio como receptor final de elétrons. Dentre a anaeróbicas temos dois subgrupos as anaeróbicas estritas que são aquelas que não sobrevivem de maneira nenhuma na presença de oxigênio e as anaeróbicas facultativo que podem crescer tanto na presença como na ausência de oxigênio. As bactérias podem ser classificadas ainda quanto a temperatura. Bactéria que se desen- volvem a 0°C ou em temperaturas mais baixas são denominadas de psicrófilos. As termófilas desenvolvem-se em temperaturas ao redor de 80°C, como fontes termais. Já as termófilas ex- tremas desenvolvem-se em temperaturas ao redor de 100°C, como as fendas abissais. mailto:ronnyfrsouza@gmail.com GRADUAÇÃO UNEC / EAD NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Professor: Ronny Francisco de Souza – ronnyfrsouza@gmail.com Página | 18 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA: Morfologia e Sistemática Vegetal Atuação das bactérias Algumas bactérias são mutualistas como Rhizobium atuam fixação de N2 atmosférico. Outras vivem no intestino humano produzindo vitamina K. Muitas atuam como decompositoras, liberando da matéria orgânica nutrientes nos solos, participando então da ciclagem de nutrientes. Outras são utilizadas nas indústria alimentícia com por exemplo na fabricação de alimentos como iogurtes, queijos e requeijão explorando seu metabolismo fermentativo. Algumas bactérias são uteis na limpeza do meio ambiente, pois certas bactérias conse- guem degradar compostos prejudiciais ao meio ambiente como o óleo. Bactérias podem ainda ser utilizada como arma biológica em atos terroristas ou em casos de guerra, para causar grandes mortandades. Alguns causam doenças Doenças humanas como tuberculose, cólera, antraz, gonorréia, coqueluche, pneumonia bacteriana, febre tifóide, botulismo, sífilis, difteria, e tétano são causadas por bactérias. Cerca de 100 espécies de bactérias, tem sido relacionada como causadoras de doenças em plantas. Outros grupos de bactérias Um grupo que vale destaque são as bactérias purpúreas ou verdes sulfurosa. Essas cres- cem na presença de luz somente em condições anaeróbicas. A síntese de pigmente é inibida por oxigênio, assim elas não produzem oxigênio com a fotossíntese. Seu pigmento é a bacterioclorofila, diferente do pigmento da clorofila. Sua coloração está associada a presença de vários pigmentos acessórios que funcionam na fotossíntese como os carotenoides amarelos e vermelhos. Nos processos fotossintéticos por essas bactérias, os compostos de enxofre desempenham o mesmo papel que a água nos organismos que contem clorofila a. As proclorófitas são os procariotos fotossintetizantes que contém clorofila a e b, bem como carotenoides, contém um sistema extensivo de tilacóides. Os micoplasmas não possuem parede celular, (tamanho de0,2 a 3 micrometros). Entre os micoplasmas patógenos de plantas, encontra-se os espiroplasmas, essas possuem células espirais alongadas. mailto:ronnyfrsouza@gmail.com GRADUAÇÃO UNEC / EAD NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Professor: Ronny Francisco de Souza – ronnyfrsouza@gmail.com Página | 19 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA: Morfologia e Sistemática Vegetal APRIMORANDO CONCEITOS Eu li, agora vou fixar. Após a leitura, retire do texto as informações mais importantes. Esse é o seu RESUMO das ideias principais. PARA CONTINUAR SEUS ESTUDOS, POSTE NO ITEM “APRIMORANDO CONCEITOS – RESUMO 2”. BIBLIOGRAFIA Raven, P.H., Evert, R.F. & Eichhorn, S.E. 2014. Biologia Vegetal, 8ª ed. Guanabara Koogan S.A., Rio de Janeiro. mailto:ronnyfrsouza@gmail.com