Microbiologia - Unid 4 - Bacterias

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Bactérias
Unidade 4
Prof. Dr. Maurício Emerenciano
Disciplina: Microbiologia
Universidade Estadual de Santa Catarina (UDESC)
Centro de Educação Superior da Região Sul (CERES)
mauricioemerenciano@hotmail.com
Introdução
Tema aula: Bacterias
Incorporação de 
procarionte 
fotossintética
Incorporação de 
procarionte 
heterotrófica
Organismo ancestral
Árvore filogenética Universal
Linhagens de Bacteria
� Descobertos ao
menos 80 grupos 
evolutivos
� Fisiologia e morfologia
não necessariamente tem
relação com a filogenia
A célula procarionte
Organismos 
mais “simples”
Organismos mais
“complexos”
A célula procariótica
� Cápsula (polissacarídeos): 
fixação dos organismos a 
superfícies sólidas
� Parede celular (forma e rigidez, 
além de evitar a lise/rompimento)
� Membrana plasmática (estrutura
delgada, é uma barreira que 
delimita a célula e possui
permeabilidade seletiva)
� Citoplasma (~80% água, espaço intra-celular que nos 
procariontes corresponde a totalidade da área intra-celular, 
preenchido por uma matéria coloidal e semi-flúida denominada 
citosol)
� Região Nuclear ou nucleóide (material genético)
A célula procariótica
� DNA (material genético) forma 
circular, grande de dupla fita
� Plasmídeo: DNA circular pequeno de 
dupla fita, possui replicação independ. 
(transportam genes relacionados à
resistência a antibióticos, tolerância a 
metais tóxicos, produção de toxinas e 
síntese de enzimas)
� Ribossomos (síntese proteíca): milhares, conferindo aspecto 
granular ao citoplasma
� Inclusões: (grânulos de reserva de diferentes natureza: p.ex.: 
CHO ou lipídios)
� Esporos: (ocorre determ. Espécie de Bacteria; são estruturas de 
resistência)
� Outros (pili, fímbrias, etc)
Estruturas das Bactérias
Forma e tamanho
das Bactérias
Forma das Bactérias
isoladas isoladas
Forma das Bactérias
Tamanho das Bactérias
� 0,2 a mais de 50µm
Relação superfície x volume
Qual aproveita
melhor os 
nutrientes???
Os gigantes…
Familia Mycoplasmataceae (0,2-0,3µm)
Os pequenos…
Membrana 
citoplasmática das 
Bactérias
Tema aula: Bacterias
Membrana 
citoplasmática
� Estrutura delgada que envolve
a célula
� Rompimento = extravasamento do 
citoplasma p/ ambiente (MORTE)
� Possui permeabilidade seletiva
(concentrar metabolitos 
específicos, entrada/saída
nutrientes e excretar desejos)
� Estrutura da membrana (protéica com bicamada
fosfolipídica)
� Rigidez da membrana (eucariontes = esteróis do tipo “colesterol”
e nos procariontes HOPANOIDES; resistência e estabilidade)
Fração lipídica da Membrana citoplasmática
Fosfolipídios
Fosfolipídios
porção hidrofóbica e porção hidrofílica
glicerol-fosfatoác. graxos
Fração “completa” lipoprotéica da membrana
Proteínas: porção hidrofóbica e porção hidrofílica
Ex: Aquaporinas (especif. transporte 
água)
Transporte
Membrana Citoplasmática
3) Força próton motiva (energia)
para:
- Transporte 
- Motilidade
- Biossíntese de ATP
Próton (H+)Íon hidroxil (OH-)
1) Barreira de Permeabilidade:
-Evita extravasamento e 
porta de transporte
- Equilíbrio iônico
2) Ancoragem de proteínas:
- Transporte de nutrientes
- Bioenergética (respir/excreç)
- Quimiotaxia (fenômeno de 
percepção em direção a substâncias
químicas)
Outras funções:
Velocidade e saturação
1) Poucas substâncias
difundem livremente
pela membrana (s/ 
gasto de energia)
Necessidade de 
transportadores:
2) Não possuem
velocidade suficientes 
p/metabolismo e 
estariam sempre na
mesma concentração
do meio externo
Sistemas de transporte em procariotos:
1)
2)
3)
s/ modificação
de subst.
c/ modificação
de subst.
s/ modificação
de subst.
Transportador ABC
Eventos de transporte em procariotos:
Transporte de 
moléc. de forma 
Unidirecional
PROTEÍNA 
que:
PROTEÍNA PROTEÍNA
Transportam molécula 
junto a outra subst
(próton)
Bidirecional: uma
molécula entra, 
outra sai
Principalmente no transporte Simples:
Parede celular das 
Bactérias
� Estrutura complexa, que 
confere forma e rigidez à
célula.
Tema aula: Bactérias
Parede celular das 
Bactérias
� Previne a ruptura/lise da célula – fornece 
rigidez contra a pressão interna (meio
intracelular é geralmente mais concentrado em
solutos que o meio externo; pressão equivale de 
um pneu de carro!).
� Proteção contra choques físicos;
Parede celular:
Tema aula: Bactérias
Parede celular das 
Bactérias
Tema aula: Bactérias
Parede celular:
� Importância clínica (gram-positiva e gram-negativa) e 
taxonômica
� Visualização individualizada da parede somente em
microscopia eletrônica.
� Algumas Bacteria não possuem parede (Micoplasmas; 
bactérias patogênicas) – ambiente favorável
� Essencial para 
crescimento e divisão da 
célula;
Gram-positivas e 
Gram-negativas
Tema aula: Bactérias
Parede celular das 
Bactérias
GRAM:
� Coloração utilizada para diferenciar 
grupos
� Corantes como o “cristal de violeta” e 
lugol
�Coloração de Gram: NEGATIVAS em
rosa e POSITIVAS em roxo
Espesso Delgado
PEPTIDEOGLICANOS:
� Polissacarídeo composto (dois derivados de açucar + AA)
� Rigidez a parede
� 100 tipos diferentes conhecidos (variação na composição
peptídica), mas o esqueleto é o mesmo
Gram-Positiva
Peptideoglicano Espesso
� 90% da parede celular são
peptideoglicanos (restante são
proteínas, ácidos, etc)
� Ác. Teicoicos (ligados a lipídios), 
conferem carga negativa na parede e 
transporte de Ca+2 e Mg+2
Peptideoglicano Espesso
Gram-Negativa
Peptideoglicano Delgado
Peptideoglicano Delgado
� Restante é “membrana externa” (segunda bicamada lipídica + 
polissacarídeos: lipopolissacarídica ou “LPS”). Função: respons. pelo 
transp. de subst. de baixo peso molecular, estrutural e produção de 
toxinas
Porinas
(proteinas de 
transporte)
� 10% da parede celular são peptideoglicanos
Peptideoglicano EspessoPeptideoglicano Delgado + 
membrana externa
Gram-Positivo Gram-Negativo
Peptideoglicano Espesso Peptideoglicano Delgado
Inclusões
Tema aula: Bactérias
Inclusões
� Estruturas/grânulos de 
armazemamento de energia ou
constituintes estruturais básicos
(carbono)
Inclusões:
� Estruturas/grânulos mais
comuns: 
Lipídios (ex.: PHB 
monômeros de ác. poli-B-
hidroxibutírico) e CHOs
� Podem também armazenar
glicogênio, polifosfatos (formardor
de ác. nucleicos, fosfolipídios e ATP);
e grânulos de enxofre (produção
de energia)
Efeito probiótico 
do PHB em OA
PHB
Bactérias heterotróficas (en condição
de estresse): até 80% de PHB em MS 
PHB: “possível” efeito semelhante aos ác. 
nucleicos e ácidos graxos de cadeia curta 
(baixando o pH do estômago, 
combatendo a alguns patógenos)
PHB
Ex.: Bacterias heterotroficas
Endósporos
Tema aula: Bactérias
Endósporos
� São células altamente diferenciadas que exibem
extrema resistência ao calor, produtos químicos fortes e 
radiação (estruturas de sobrevivência)
� O processo de formação de estas 
células é denominado “esporulação”.
� Os endosporos são estruturas
ideais de dispersão (ex: solo*, ar, 
água e tratos gastro-intestinais)
� Bacillus e Clostridium são os gêneros
mais bem estudados que formam os 
endósporos
Estrutura do Endosporos
camadas protéicas
específicas
(material genético)
(capa de peptideoglicano)
Cerne 
(10-15% água, contém memb. 
citoplasm, ribossomos, 
nucleóides, etc)
Endósporos e sua localização
Terminais Subterminais Centrais
Formação e 
germinação do 
endósporoFormação
� A formação inicia devido a “estresse ambiental” ou
exaustão de um nutriente essencial (ex.:C, N, etc)
Formação
GERMINAÇÃO
� O processo de 
germinação envolve 3 
etapas: 
- ativação
(temperatura);
- germinação (nutriente 
específico, geralm. um AA 
- alanina);
- Extrusão
Germinação
Processo de 
Esporulação
Tema aula: Bactérias
Endósporos
A esporulação é uma série complexa de eventos 
de diferenciação celular, envolvendo diversos 
genes específicos, desencadeados por um
“estresse” ambiental ou nutricional
Transforma uma célula vegetativa (“úmida”)
em um esporo (“seco”) altamente resistente 
Célula vegetativa 
(80-90% água)
Esporo/endósporo
(15-20% água)
Processo de esporulação:
� Esporulação envolve vários estágios
(ex.: Bacillus subtilis, 7 estágios)
� Requer a interrupção da síntese de várias
proteínas (células do crescim. vegetativo) e início de 
síntese específ. de proteínas do endósporo
� Via: fator ambiental desencadeador
Tema aula: Bactérias
Endósporos
Processo de esporulação:
Esporo/endósporo
Processo de esporulação:
ex.: Bacillus subtilis
Processo de esporulação:
ex.: Bacillus subtilis
Processo de 
esporulação:
ex.: Bacillus subtilis
Cápsula ou
camada limosa
Tema aula: Bactérias
Cápsula
É a região mais externa da bactéria e que NÃO pertence a 
parece celular. As substâncias excretadas (MUCO) são compostos
de polissacarídeos extracelulares (EPS) ou proteínas
O que é???
�Alguns procariotos possuem
“camadas externas” que secretam
substâncias limosas ou viscosas
Tema aula: Bactérias
Cápsula
Funções???
� Fixação: Auxilíam na fixação do organismo a superfícies (cola; 
EPS), em hospedeiros ou surfícies sólidas na natureza (corpos
aquáticos; biofilme)
� Proteção: são mais difíceis de serem reconhecidas e 
destruídas por células de defesa do sistema imune
� Podem ser espessas ou delgadas, rígidas ou flexíveis.
Quando é compacta, rígida e fortemente ligada a parede
celular é chamada de “cápsula”; ou quando é facilmente
deformável e frouxamente ligada a parede celular, é
chamada de “camada limosa”
Capsulas
Fímbrias e pili
Tema aula: Bactérias
� As fímbrias (espécie de cílios) conferem a capacidade de 
adesão (Ex.: Salmonella - salmonelose)
O que são???
Fímbrias e pili
� Os pili são estruturas mais
longas, presentes em poucas
unidades. 
� Facilitam a troca genética e atua
na locomoção
Salmonella sp.
São estruturas filamentosas compostas por proteínas que se 
projetam a partir da superfície da célula 
Fímbrias e Pili
(adesão) (transferência material genético)
Fímbrias e Pili
Fímbrias e Pili
Vesículas de gás
Tema aula: Bactérias
� Estruturas que dão flutuabilidade as células 
procariotas (alguns procariotos são planctônicos) e 
não encontrados em EUCARIOTOS
Vesículas de gás
� Estruturas PRESENTES em algumas
cianobactérias, bactérias verdes e púrpuras
� Composição: Estruturas protéicas fusiformes e 
rígidas, variando de poucas a várias (centenas) em
uma mesma célula
� Auxiliam na FOTOTAXIA
Vesícula 
de gás
Locomoção
microbiana
Tema aula: Bactérias
� Garante a motilidade celular (fuga de predador, busca 
de nutrientes, etc)
Locomoção microbiana
Locomoção microbiana
Natatório Deslizante
flagelos Deslizamento no muco ou
movimento pulsante (ajuda do Pili)
Natatório
Tema aula: Bactérias
FLAGELO: estrutura protéica (flagelina), 
helicoidal, de locomoção que atua por 
rotação (energia)
Natatório via
Flagelos
� Energia gerada a partir 
da força próton motiva
� Movimento de 
rotação semelhante a 
hélice de um barco
• Atríquias (sem flagelos)
• Monotríquias ou Polar
(um único flagelo)
• Anfitríquias ou bipolar
(um flagelo em cada 
extremidade) 
• Lofotríquias (um tufo
de flagelos em uma, ou
ambas as extremidades) 
• Peritríquias
(apresentando flagelos ao
longo de todo o corpo
bacteriano).
Exemplos:
Flagelação Monotríquia
ou Polar
Flagelação Anfitríquia
ou Bipolar
Lofotríquia (tufo)
Flagelação Peritríquia (todo corpo)
Tipos de 
Flagelação:
Membrana externa
Membrana 
citoplasmática
Batéria Gram-negativa
Corpo basal
proteínas
Gancho
Bastão
FLAGELO
� Rede de proteínas 
sensoriais e de 
resposta, estimula o 
movimento do flagelo 
FLAGELO
Movimentos
Rotação sentido horário (H)Rotação sentido anti-horário (AH)
Rotação sentido 
AH
Peritríquio
Feixe com Rotação
sentido anti-horário
(AH)
Oscilação, 
flagelos 
são
separados
Feixe com Rotação
sentido anti-horário
(AH)
Polar
E. coli - Flagelação Peritríquia
FORMAÇÃO FLAGELO
Formação a partir da 
membrana citoplástica
Formação dos anéis, 
gancho e logo do 
filamento
Deslizamento
Tema aula: Bactérias
� Deslizam sobre o muco (EPS)
Deslizamento
� Pulsante com a ajuda da Pili
Muco Muco
Pili
Bactérias deslizantes
cianobactérias
cianobactérias
Locomoção vía 
estímulos (taxias)
Locomoção TAXIAS
Quimiotaxia Fototaxia
Uma resposta a agentes 
químicos (ex.: NH4)
(Ex: Escherichia coli)
Uma resposta à luz
Movimento gerado por respostas de agentes físicos ou químicos 
encontrados na natureza, presentes tanto em Bacteria ou Archae
Aerotaxia
Uma resposta à
presença do O2
Osmotaxia
Uma resposta ao
gradiente iônico
Agente atrativo
Exemplo “Fototaxia”
Repelente vs
Atrativo
Considerações Finais
FIM!!!
Email: mauricioemerenciano@hotmail.com
Tarefa
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1) PHB ou ác. poli-B-hidroxibutírico (inclusões
bacterianas)
2) Muco (EPS) 
Tarefa
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anexar os artigos en cada resumo
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