MICROBIOLOGIA AULA 06

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MICROBIOLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Olá! 
 
Sempre ouvimos dizer que as bactérias são causadoras de diversas 
doenças, como difteria, salmonela, botulismo, meningite, tétano, leptospirose 
e tuberculose. Entretanto, elas são fundamentais para o ecossistema e para 
a sobrevivência humana, sendo usadas na fabricação de medicamentos como 
antibióticos e vacinas, e na digestão dos alimentos, função cumprida pela 
microbiota intestinal. 
Nesta aula, iremos abordar sobre as bactérias, analisando suas 
estruturas e sua importância para a manutenção da vida na terra. 
 
Bons estudos! 
 
 
 
AULA 6 - BACTÉRIAS 
 
 
6 ESTRUTURA DAS CÉLULAS BACTERIANAS 
As células bacterianas assumem 3 formas básicas: 
 
➢ Coco (esférico); 
➢ Bacilo (formato de bastão); 
➢ Espiral. 
 
Em relação aos cocos, eles podem se reunir em diplococos (dois), em 
estreptococos (formato encadeado, linha reta) ou em estafilococos (lâminas amplas 
ou cachos). Por sua vez, os bacilos podem se reunir em diplobacilos (dois) ou 
estreptobacilos (formato encadeado) e, quando se assemelham com os cocos, 
recebem o nome de cocobacilos. 
Podemos dividir as bactérias espirais em vibriões (forma de vírgula), espirilos 
(semelhante a um saca-rolhas helicoidal e rígido) e espiroquetas (forma flexível e 
helicoidal). No caso de algumas bactérias, como as do gênero Coryneobacterium e 
Rhizobium, podem ser consideradas polimórficas, ou seja, possuem diversas formas. 
Imagem 1 – Formas bacterianas 
 
Fonte: https://iplogger.com/2SGuZ4 
 
 
Na parte externa da parede celular, podemos observar os flagelos, o 
glicocálice, as fimbrias, os filamentos axiais e os pili. Como vimos nas aulas anteriores, 
os flagelos se encarregam da movimentação da bactéria, além disso, podem ser 
separados em alça, filamento e corpo basal. Foram encontrados quatro arranjos de 
flagelos, sendo eles: 
 
➢ Monotríquio: Possui somente um flagelo polar. 
➢ Anfitríquio: Composto por um tufo de flagelos em cada extremidade. 
➢ Lofotríquio: Contém um número igual ou superior a dois flagelos em uma das 
extremidades. 
➢ Peritríquio: Coberto por flagelos. 
 
As bactérias geralmente se movimentam com o intuito de se aproximar ou se 
afastar de estímulos favoráveis ou adversos, respectivamente, podendo ser estímulos 
de luz (fototaxia) ou químicos (quimiotaxia). Além disso, o flagelo pode conter uma 
proteína denominada antígeno H, que permite a identificação laboratorial de bactérias, 
especialmente da família das enterobactérias, uma vez que cada uma possui uma 
variante diferente desse antígeno. 
Outra proteína que vale destacar é o antígeno O, que é uma proteína somática 
com diversas variações, no entanto, todos são bastante imunogênicos, isto é, geram 
uma resposta de anticorpos muito exagerada. Isso se deve à diversidade de antígenos 
O, pois os anticorpos que funcionam em uma dessas variações não são úteis para o 
outro tipo. 
Com isso, podemos concluir que ambos os antígenos possuem uma grande 
relevância clínica, pois possibilitam a detecção de enterobactérias patogênicas, como 
a variante O157:H7 da Escherichia coli, que só pode ser reconhecida devido aos 
antígenos que integram suas estruturas. 
Partindo para os pilis e as fimbrias, ambos possuem a função de fixação, se 
diferindo dos flagelos por serem menores, mais finos e mais retos. As fimbrias podem 
variar em questão de número, além disso, as bactérias não conseguem se aderir nas 
membranas mucosas sem elas, como no caso da Neisseria gonorrheae, o patógeno 
da gonorreia. 
Dentre as funções do pili, podemos citar a troca de informações genéticas por 
 
 
meio dos canalículos, o que os faz serem chamados de “pilis sexuais”. Por sua vez, 
os filamentos axiais cumprem o papel de possibilitar a locomoção da bactéria, sendo 
exclusivas das espiroquetas, como Treponema pallium e Borrelia burgdorferi, que são 
patógenos da sífilis e da doença de Lyme, respectivamente. 
Já o glicocálice consiste em uma cápsula sintetizada e secretada por alguns 
procariontes para envolver a célula, sendo formado por polipeptídeo ou 
polissacarídeo, tendo também a possibilidade de ser formado por ambos. Pode ser 
encontrado, especialmente, em bactérias patogênicas, como o Bacillus anthracis 
(causadora do antraz), que produz uma cápsula de ácido D-glutâmico. Outra espécie 
de bactéria que produz um glicocálice é a Streptococcus pneumoniae, patôgeno da 
pneumonia com uma cápsula formada por polissacarídeos. 
O glicocálice cumpre o papel de proteger a bactéria contra a fagocitação dos 
leucócitos, sendo, é um fator de virulência relevante, sendo fundamental para sua 
sobrevivência dentro do hospedeiro, a tal ponto que a doença só pode ser causada 
com sua presença. 
As células procariontes produzem estruturas e substâncias específicas das 
bactérias, como a parede celular bacteriana, que envolve a membrana celular e 
protege o organismo contra a ruptura causada pela água. Além disso, podemos 
distinguir os tipos celulares pela composição da parede celular. 
Existem dois grandes subgrupos de bactérias que se assemelham em suas 
estruturas internas, mas são diferentes em suas estruturas externas: as bactérias 
gram negativas e gram positivas. As gram positivas possuem uma parede celular 
espessa, com diversas camadas, formadas majoritariamente por peptideoglicanos, 
podendo também ter polissacarídeos C e ácidos teicoicos. 
O mecanismo de ação do antibiótico penicilina se baseia em afetar a estrutura 
beta-lactâmica das bactérias gram-positivas, quebrando a ligação final das filas de 
peptidoglicanos e, consequentemente, gerando a lise celular. 
A estrutura da parede celular em bactérias gram negativas consiste em uma 
camada externa à membrana e uma camada fina de peptidoglicano imediatamente 
externa a ela, sem a presença de ácidos teicoicos. Por este motivo, a parede celular 
das gram negativas estão mais suscetíveis ao rompimento por meio de fatores 
mecânicos. 
Na parte externa da camada de peptidoglicano, temos uma membrana externa 
 
 
capaz de coordenar a entrada de moléculas hidrofóbicas e grande, sendo formada por 
fosfolipídeos, lipoproteínas e LPS (lipopolissacarídeos). 
A parte polissacarídica do LPS funciona como um estimulador de respostas 
imunes e naturais que servem para distinguir as espécies gram negativas. Já a parte 
lipídica funciona como uma endotoxina, capaz de causar choque séptico e febre no 
hospedeiro. 
A membrana externa cumpre o papel de evitar tanto a fagocitose quanto os 
processos imunológicos, como a sinalização, servindo também como barreira para 
detergentes, lisozimas, antibióticos e corantes. Ela também conta com estruturas 
chamadas porinas, que possibilitam a entrada de nutrientes para o meio intracelular, 
como os peptídeos, os nucleotídeos, os carboidratos, os aminoácidos, o ferro e a 
vitamina B12. 
 
Imagem 2 – Parede celular de um gram positivo e de um gram negativo 
 
Fonte: https://iplogger.com/2SaQZ4 
 
Todas as bactérias não possuem uma cromatina que envolve o material 
genético, ao contrário dos seres eucariontes, e a maioria delas possui um 
cromossomo circular para comportar o DNA no interior da célula. A título de exemplo, 
podemos citar a Escherichia coli que, se tivesse DNA estirado, seria 1000 vezes maior 
que o comprimento da célula, o que explica seu enovelamento no nucleiode. A 
quantidade de cromossomos pode diminuir ou aumentar conforme a taxa de 
crescimento da bactéria, ou seja, as bactérias podem ser multinucleadas. 
Podemos observar também moléculas de DNA fora do cromossomo, em uma 
 
 
estrutura circular chamada plasmídeo, que pode ser pequeno ou grande. Eles são 
autorreplicáveis, isto é, não dependem da replicação cromossômica e, por esse 
motivo, são irrelevantes para a manutenção da vida bacteriana. 
Os plasmídeos podem ser trocados entre as bactérias, sendoimportantes para 
a adaptação, uma vez que uma bactéria fica com 2 ou 3 plasmídeos contendo genes 
próprios para síntese de enzimas, resistência ao meio e de virulência, conferindo uma 
vantagem que pode fazer diferença. Além disso, o material genético do plasmídeo 
pode ser usado para manipulação genética na biotecnologia. 
O citoplasma bacteriano é formado por proteínas, água, lipídeos, açúcares, 
composto de baixa massa molecular e íons inorgânicos, além de comportar outras 
organelas, como os ribossomos, o nucleoide e os grânulos de inclusão. Este último é 
capaz de estocar nutrientes, estando presentes em bactérias localizadas em ambients 
hostis, além de ajudar na diferenciação das espécies bacterianas. 
Em ambientes com nutrientes escassos, bactérias gram positivas como Bacillus 
cereus e Clostridium botulinum formam endósporos no interior da membrana 
plasmática, proporcionando um aumento na resistência ao frio e ao calor. Além das 
variações de temperatura, os endósporos são úteis para resistir a agentes tóxicos, à 
radiação e à escassez de água. Voltando ao exemplo da Clostridium botulinum, ela 
consegue diminuir seu metabolismo e manter a célula dormente, podendo se manter 
nesse estado por anos. 
Vale ressaltar que os endósporos geram esporos livres, já que são liberados 
quando temos uma lise na parede celular. Tais esporos contêm o material genético 
da célula mãe, sendo considerados as formas de vida com maior grau de resistência 
entre todos os organismos. Isso evidencia o problema de eliminar tais formas 
bacterianas no setor alimentício da indústria, já que são extremamente resistentes aos 
processos de congelamento, ressecamento, aquecimento e radiação, que são 
capazes de eliminar até mesmo bactérias em estado vegetativo. 
6.1 A relevância das bactérias na manutenção da vida 
Segundo Ron et al. (2016), podemos encontrar bactérias em diversos lugares, 
na água, no solo, em nosso organismo e dentro de nossas casas, o que evidencia a 
quantidade de bactérias espalhadas pelo mundo. No organismo humano, podemos 
 
 
observar bactérias maléficas ou benéficas. 
Com isso, é fundamental compreender a função das bactérias em nosso 
organismo, já que ocupam cerca de 20% da massa corporal humana, ou seja, nosso 
corpo consegue se manter vivo por meio de um processo de simbiose. Na 
alimentação, as bactérias estão presentes há muito tempo, sendo empregadas na 
fabricação de queijos, iogurtes e coalhos, já que conseguem fermentar o leite que 
constitui tais produtos. 
Já abordamos sobre a fermentação nas aulas anteriores, para recapitular, ela 
consiste em uma das vias que os seres vivos usam para gerar energia, incluindo as 
bactérias. O início da fermentação acontece depois da glicólise, gerando piruvato que, 
posteriormente, é convertido em um produto orgânico. Resumidamente, as coenzimas 
reduzidas (NADH e FADH2) doam seus íons e elétrons de hidrogênio ao piruvato, 
dando origem aos produtos finais de fermentação. Os dois processos mais usados na 
indústria são a fermentação alcoólica e lática. 
Diversas fábricas usam a fermentação feita pelos microrganismos para produzir 
vários alimentos, como molho de soja e vinagre, e produtos químicos, como 
isopropanol e acetona. Dentre as principais bactérias usadas nesse processo, 
podemos citar Acetobacter ssp., Streptococcus ssp., Lactobacillus ssp., 
Propionibacterium ssp., Escherichia coli e Clostridium ssp. 
No organismo humano, existem trilhões de microrganismos, tendo uma 
concentração de genoma microbiano cerca de 100 vezes maior em comparação com 
a quantidade encontrada em uma célula humana. Flint et al. (2012) afirmam que os 
microrganismos possuem propriedades enzimáticas e metabólicas superiores às dos 
humanos. Dentre os filos presentes na microbiota humana, se destacam os 
Firmicutes, os Bacteroidetes, as proteobactérias, as actinobactérias, as fusobactérias, 
as Verrucomicrobia e algumas arqueobactérias. 
Desse modo, podemos evidenciar que as bactérias cumprem um papel 
fundamental em nosso organismo, uma vez que a microbiota intestinal auxilia na 
digestão e competem com patôgenos que se instalam no nosso corpo, evitando o 
desenvolvimento de uma doença. Strümmer et al. (2012) ressaltam a importância de 
uma microbiota equilibrada, com a inclusão de probióticos contendo microrganismos 
vivos em nossa dieta, ajudando na absorção dos alimentos. 
No entanto, as bactérias não são importantes somente para o intestino, elas 
 
 
também coordenam a síntese de diversas vitaminas e estimulam a imunidade. Zhang 
et al. (2015) lista alguns problemas de saúde relacionados com o desequilíbrio da 
nossa microbiota, sendo eles: 
 
➢ Baixa imunidade; 
➢ Má digestão e redução do metabolismo; 
➢ Escassez de vitamina B; 
➢ Diminuição do peristaltismo intestinal; 
➢ Desequilíbrio hormonal; 
➢ Excesso de toxinas no trato intestinal. 
 
Em relação à vacinação, muitas das vacinas são produzidas usando bactérias 
atenuadas ou mortas, com o intuito de estimular a produção de anticorpos contra o 
antígeno em questão, que servirão no combate de uma possível infecção. Dentre as 
vacinas produzidas por esse processo, podemos citar aquelas que combatem o 
tétano, a tuberculose, a coléra e a meningite bacteriana. Hu et al. (2015) ressaltam o 
uso de vacinas com bactérias atenuadas no tratamento de câncer. 
Na indústria farmacêutica, podemos destacar o uso da Escherichia coli na 
fabricação de insulina humana através da tecnologia de DNA recombinante, que tem 
sido muito útil, já que a insulina é a base do tratamento de diabetes mellitus tipo I, 
além do fato de algumas pessoas terem uma resposta imune exagerada a insulinas 
extraídas de bovinos e suínos. 
Outro uso das bactérias na área da saúde é para a produção de antibióticos, 
com o auxílio das Streptomyces ssp., responsáveis pela fabricação de 80% dos 
antibióticos existentes. 
No equilíbrio ecológico, as bactérias são fundamentais pela sua habilidade de 
decompor outros organismos mortos, gerando nutrientes para a natureza, como 
alguns elementos químicos (carbono, nitrogênio, etc.), tais bactérias se enquadram 
na categoria dos decompositores heterogêneos. Além disso, são igualmente 
essenciais na compostagem, um processo que converte a matéria orgânica do lixo em 
adubo orgânico. 
Segundo Taiz et al. (2017), a decomposição é uma das fases do ciclo do 
nitrogênio, que inicia com a transformação do N₂ (nitrogênio atmosférico) em NH₃ 
 
 
(amônia) ou até em NH₄+ (íons amônio), através do processo de fixação biológica feito 
pelas bactérias Rhizobium ssp. 
Em seguida, as bactérias nitrificantes, como as do gênero Nitrobacter e 
Nitrossomonas, transformam a amônia em NO₂- (nitrito) e os íons nitrito em NO₃- 
(nitrato). Tais compostos são absorvidos pelo solo para, posteriormente, serem 
transformados em compostos orgânicos pelas plantas. Os animais, por sua vez, 
consomem as plantas e liberam esses compostos pelas fezes. Durante a 
decomposição, as bactérias transformam os compostos orgânicos em amônia, nitrato 
ou nitrogênio para voltarem à atmosfera. 
 
Imagem 3 – Ciclo do nitrogênio 
 
Fonte: https://iplogger.com/2S4iX4 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
FLINT, H. J. et al. The role of the gut microbiota in nutrition and health. Nature 
Reviews: Gastroenterology & Hepatology. v. 9, n. 10, p. 577-589, 2012. 
HU, Q. et al. Engineering nanoparticle-coated bacteria as oral DNA vaccines for cancer 
immunotherapy. Nano Letters. v. 15, n. 10, p. 2732-2739, 2015. 
STRÜMMER, E. S. et al. A importância dos probióticos na microbiota intestinal 
humana. Revista Brasileira de Nutrição Clínica. v. 27, n. 4, p. 264-272, 2012. 
TAIZ, L. et al. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 
2012. 
ZHANG, Y-J. et al. Impacts of gut bacteria on human health and diseases. 
International Journal of Molecular Science. v. 16, n. 4, p. 7493-7519, 2015.