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Citologia Bacteriana O que queremos saber sobre a célula bacteriana? - Como as estruturas bacterianas podem causar danos ao hospedeiro? - Como evitar o dano? - Quais características anatômicas e fisiológicas das bactérias podem ser usadas para o seu controle? A célula bacteriana Bactérias são formas unicelulares São unidades autônomas: possuem base genética para a sua reprodução; maquinário bioquímico transcrição de informações e produção de energia Comparação entre células procarióticas e eucarióticas Tabela 1. Propriedades fenotípicas das Bactérias e Arqueobactérias comparadas com eucariotos. Propriedade Domínio biológico Eucarya Bacteria Archaea Configuração celular eucariotica procariotica procariotica Membrana Nuclear + -- -- Cromossomo Linear, pareado Circular, simples Circular, simples Mureína na parede celular -- + - Esteróis na membrana citoplasmática + -- -- Organelas + -- -- Ribossoma 80S 70S 70S Fluxo Citoplasmático + -- -- Meiose e mitose + -- -- Endocitose + -- -- Adaptado de: Kenneth Todar University of Wisconsin-Madison Department of Bacteriology, 2007 Citoplasma bacteriano Água, RNAm, proteínas, metabólitos Material genético ou genoma bacteriano: 1) DNA cromossômico - Constituído geralmente por uma única molécula de DNA de fita dupla, circular. - O cromossomo bacteriano contém todas as informações necessárias à sobrevivência da célula e é capaz de auto-replicação. 2) DNA extra-cromossômico - Plasmídeos: pequenas moléculas de DNA de fita dupla, geralmente circulares, cujos genes codificam vantagens seletivas à bactéria que os possuem. - São autônomos e podem existir em número variável no citoplasma bacteriano Material genético ou genoma bacteriano: Ribossomas - Ficam dispersos no interior da célula e conferem uma aparência granular ao citoplasma. - Constituídos por duas subunidades, 30S e 50S, que ao iniciar a síntese protéica reúnem-se formando a partícula ribossômica completa de 70S. Inclusões citoplasmáticas - São acúmulos de substâncias de reserva sob a forma de grânulos constituídos de polímeros insolúveis. - Mais comuns: polímeros de glicose (amido e glicogênio), ácido beta- hidroxibutírico e fosfato. Membrana citoplasmática -É uma típica unidade de membrana: fosfolipídeos e proteínas. - Não contem esteróis, exceto os micoplasmas - Permeabilidade seletiva: absorção de metabólitos e excreção - Sede de importantes enzimas bacterianas. Mesossoma e divisão celular - São invaginações da membrana celular, que tanto podem ser simples dobras como estruturas tubulares ou vesiculares. - Funções principais: papel na divisão celular e na respiração. Parede celular -FUNÇÕES: -Rigidez e forma da bactéria - Proteção contra o sistema imunológico e antimicrobianos - Estimula respostas patológicas e imunológicas - Atenção: Micoplasmas são bactérias sem parede celular! Escherichia coli: parede protege contra a ação de sais biliares no intestino Parede celular - Bactérias Gram-positivas: várias camadas de peptideoglicano (PG) - Bactérias Gram-negativas: 1-2 camadas de PG + Membrana Externa - Bactérias Álcool-ácido resistentes: PG + Ácidos Micólicos Coloração de Gram Peptideoglicano (mureína) - Atua como um exoesqueleto em forma de malha, com poros que permitem a difusão dos metabólitos; - Essencial para a estrutura, a replicação e a sobrevivência das bactérias Peptideoglicano (mureína) - Atua como um exoesqueleto em forma de malha, com poros que permitem a difusão dos metabólitos; -Pode ser degradado por lisozima, que leva à lise da bactéria Parede celular Gram-positiva • Peptideoglicano em várias camadas • Ácido teicóico/lipoteicóico – Ag de superfície, aderência • Polissacarídeos Parede celular Gram-negativa - Peptideoglicano em camada fina - Membrana externa: - assimétrica : fosfolipídeos +lipopolissacarídeo: endotoxina - mantém a estrutura da célula - barreira seletiva - Espaço periplásmico – enzimas hidrolíticas -Porinas -Lipoproteínas LPS - lipopolissacarídeo -Endotoxina: resposta imune, febre, vasodilatação; - choque, CID - Ag O: Ag de superfície, proteção contra sais biliares e antibióticos, ex: penicilina Endotoxinas: petéquias hemorrágicas em meningococemia Neisseria meningitidis : coco Gram-negativo LPS Parede celular álcool-ácido resistente PG com camada externa de lipídeos complexos : ácidos micólicos resistência ambiental, a fagocitose e a antimicrobianos baixa absorção de nutrientes e crescimento lento -Ex.: Mycobacterium tuberculosis Cápsula bacteriana - Camada viscosa externa à parede celular de algumas bactérias. - Geralmente polissacarídica, algumas são proteicas. - É um dos antígenos de superfície das bactérias e está relacionada com a virulência, uma vez que confere resistência à fagocitose. - Outras funções: reserva de nutrientes e água, aderência Cápsula – camada limosa - Pode promover a aderência de outras bactérias e aos tecidos do hospedeiro = biofilme - Streptococcus mutans: produz biofilme que facilita fixação de outras bactérias, formação da placa dentária e perfuração do esmalte dentário Flagelos - arranjos • Monotríquio : flagelo polar único • Lofotríquio: tufos de flagelos polares • Peritríquio: flagelos ao redor de todo o corpo bacteriano - Confere mobilidade à bactéria - Constituído de ptn: flagelina Flagelos - inserção - Corpo basal : fixação na membrana plasmática e parede celular; possui dois anéis (Gram-positivas), ou quatro anéis (Gram-negativas) - Gancho: direcionamento - Filamento: velocidade Pili - aderência - Fímbrias ou pili são estruturas curtas e finas presentes na superfície de bactérias gram-negativas . - Relacionadas com a adesão. - Constituído de ptn: pilina Pili - conjugação - Outro tipo de fímbria é o pillus sexual, que participa de um processo de transferência de material genético denominado conjugação. Endosporos -A esporulação tem início quando os nutrientes se tornam escassos, - São estruturas altamente desidratadas, contendo DNA, RNA, ribossomos, enzimas e pequenas moléculas Endosporos - Formados por bactérias dos gêneros: Clostridium – C.tetani., C.botulinum Bacillus - B.anthracis - Altamente resistente ao calor, dessecação e outros agentes físicos e químicos; -Pode permanecer em estado latente por longos períodos e depois germinar dando início a nova célula vegetativa. Obrigada! Profa. Helena Rodrigues Depto. Microbiologia e Parasitologia E-mail: helenarodrigues@id.uff.br
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