Introdução a Microbiologia & célula bacteriana

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Microbiologia e 
Imunologia
Aula 1: 
Introdução a Microbiologia & célula bacteriana
Microbiologia
• Estuda os microorganismos.
• Microorganismos -> Microscópicos.
Vírus
Bactérias
Fungos
Protozoários
Escala dos microorganismos
Os microorganismos
• Papel ecológico principal: decompositores (ciclo de 
matéria orgânica = carbono)
• Biotecnologia: produção de fármacos, vacinas
• Indústria de alimentos: pão, derivados de leite, 
vinho, cerveja, etc.
• Patogenicidade.
Patogênicos
• Sepse
A sepse é um conjunto de manifestações graves em todo o organismo 
produzidas por uma infecção. A sepse era conhecida antigamente como 
septicemia ou infecção no sangue. Hoje é mais conhecida como infecção 
generalizada.
• Por vezes, a infecção pode estar localizada em apenas um órgão, como por 
exemplo, o pulmão, mas provoca em todo o organismo uma resposta com 
inflamação numa tentativa de combater o agente da infecção. Essa inflamação 
pode vir a comprometer o funcionamento de vários dos orgãos do paciente.
• Por isso, o paciente pode não suportar e vir a falecer. Esse quadro é conhecido 
como disfunção ou falência de múltiplos órgãos.
• Ref.: Instituto Latino Americano da Sepse (http://www.sepsisnet.org)
Infecções
• Virais, bacterianas ou fúngicas.
Procariontes x Eucariontes
Vírus -> Sem estrutura celular
Bactérias -> Procarionte
Fungos 
Protozoários
Eucarionte
Eucariotos x Procariotos
Procarioto
• Células pobres em membranas, 
possuindo apenas a membrana 
plasmática.
• Não possuem envoltório nuclear ou 
carioteca; o material genético se 
encontra disperso no citoplasma e é 
chamado de nucleóide.
• Não possuem citoesqueleto.
• Representantes: bactérias.
Eucarioto
• Presença de diversas organelas
membranosas como Retículo
Endoplasmático, Complexo de Golgi, 
Mitocôndrias.
• O material genético encontra-se em
um núcleo individualizado, envolto por
uma carioteca.
• Possuem citoesqueleto (microtúbulos, 
microfilamentos e filamentos
intermediários.
• Representantes: fungos, animais, 
protozoários, plantas e algas.
Procariontes
• Constituem os menores seres vivos e os mais 
simples do ponto de vista estrutural.
Do ponto de vista bioquímico e metabólico as 
bactérias são seres complexos e diversificados.
Habitam os mais diversos ambientes do planeta 
e/ou dentro dos seus respectivos hospedeiros.
 Vida livre (não patogênicos)
 Parasitas (patogênicos)
Diversidade Morfológica
• Tamanho: < eucariotos. ~0,2 a 2µm de diâmetro
2 a 8µm de comprimento
• Possuem 3 formas básicas:
• Cocos: forma esférica.
• Bacilos: forma de bastão.
• Espiral: forma espiralizada.
(a) Diplococs
Estreptococos
(b) Tétrade
(c) Sarcinas
(d) Estafilococos
(a) Bacilo isolado
(b) Diplobacilos
(c) Estreptobacilos
(d) Cocobacilo
(a) Vibrião
(b) Espirilo
(c) Espiroqueta
(a) Bactéria em forma
de estrela
(b) Bactérias 
retangulares
Estrutura das bactérias
• Membrana plasmática: 
envolve o citoplasma
• Parede celular bacteriana: 
espessa e rígida
• Cápsula: camada viscosa
• Nucleóide: abriga o material 
genético
• Flagelo: movimentação
• Fímbrias: transferência de 
DNA
Composição Celular
• Estruturas externas à parede celular:
Glicocálice.
Flagelos.
Filamentos Axiais.
Fímbrias
Pili
• Parede Celular
• Membrana Plasmática
• Ribossomos
• Inclusões
• Endosporos
• Citoplasma
• Nucleóide
Citoplasma
• Não há organelas membranosas.
• Há ribossomos, os quais se prendem às moléculas 
de RNAm para formar polirribosomos.
• Não há elementos de citoesqueleto.
Glicocálice
• O glicocálice bacteriano e um polímero viscoso e 
gelatinoso que esta situado externamente a parede 
celular e é composto de polissacarídeo, polipeptídeo ou 
ambos.
• Em grande parte, ele é produzido dentro da célula e 
secretado para a superfície celular.
• Se a substância é organizada e está firmemente aderida 
a parede celular = cápsula.
• Se a substância é organizada e está fracamente aderida a 
parede celular = camada viscosa.
Glicocálice
• Principais funções:
Proteção.
Barreira de difusão.
Enzimática.
Antigênica 
Inibição por contato.
Reconhecimento celular.
Fixação (biofilmes)
Definição de um ambiente especial, 
com pH, força iônica e carga elétrica 
próprios.
Cápsula
• Consistência mucosa.
• Constituição variada.
• Contém antígenos potentes, 
conferindo propriedades 
imunológicas bem definidas.
• Resistência imunológica
Glicocálice x Biofilme bacteriano
Membrana Plasmática
• Mesma estrutura trilamelar dos eucariontes.
• Possui moléculas receptoras, proteínas 
relacionadas ao transporte de membrana e as 
moléculas da cadeia respiratória.
Membrana Plasmática
• Membrana bacteriana pode sofrer uma invaginação 
formando o mesossomo.
• Aumentam a quantidade de membranas, aumentando o 
número de moléculas que participam de processos 
importantes, como a respiração.
• Também participam da formação de septos e parede.
Nucleóide
• Cada bactéria contém 1 ou mais nucleóides de 
formato arredondado ou alongado.
• Contém o cromossomo bacteriano , algumas vezes 
ligado à membrana plasmática.
Cromossomos e DNA
• O cromosso bacteriano é circular.
• Geralmente mais de 1 (um).
• Não se condensam como nos 
eucariontes. Não há ciclo celular 
nestas células.
• Plasmídeos: pequenos 
cromossomos, localizados fora dos 
nucleóides que também possuem 
informação genética.
• Multiplicam-se 
independentemente dos 
cromossomos.
• Contêm genes para a própria 
replicação e contém genes que 
dão à bacteria características 
específicas, mas não são 
essenciais para sua vida.
• Podem ser passados de uma 
bactéria pra outra.
Plasmídeos
Parede Celular
• A parede celular de uma celula bacteriana e uma 
estrutura complexa, semirrigida, responsavel pela forma 
da celula.
• Protege contra a ruptura e penetração de bacteriófagos.
• Apenas os micoplasmas não possuem.
• Possuem moléculas antigênicas em sua superfície.
• Gram-positivas (+) ou gram-negativas (-).
Composição da Parede Celular 
• A parede celular bacteriana é composta de uma rede 
macromolecular denominada peptideoglicana, que 
está presente isoladamente ou em combinação com 
outras substâncias.
• Peptideoglicana consiste em um dissacarídeo 
repetitivo ligado por polipeptídeos para formar uma 
rede que circunda e protege toda a célula.
Composição da Parede Celular 
• A porção dissacarídica e composta 
de monossacarídeos denominados 
N-acetilglicosamina (NAG) e ácido 
N-acetilmurâmico (NAM) (de 
murus, significando parede), que 
estão relacionados a glicose.
• Moléculas alternadas de NAM e 
NAG são ligadas em filas para 
formar um “esqueleto” de 
carboidratos (a porção glicana da 
peptideoglicana). Filas adjacentes 
são ligadas por polipeptídeos (a 
porção peptídica da 
peptideoglicana).
NAG+NAM + Peptídeos
Gram-positivas
• Espessa camada de peptidoglicanas entre a membrana 
celular e a capsula.
• Peptidoglicanas = aminoácidos + carboidratos.
• As peptidoglicanas são 
responsáveis pela rigidez e 
resistência das paredes 
bacterianas.
• Possuem ácidos teicóicos na 
estrutura.
• Aparecem de cor roxa na 
técnica de coloração de 
Gram.
Gram-negativas
• A camada externa é bem peculiar. 
Apresenta estrutura semelhante à 
membrana plasmática mas 
contém grande quantidade de 
lipopolissacarídeos (LPS) e 
ajudam na proteção.
• As paredes celulares das bactérias gram-negativas 
consistem em uma ou poucas camadas de 
peptideoglicana e uma membrana externa.
Gram-negativas
•Como as paredes celulares das bactérias gram-
negativas contém somente uma pequena quantidade 
de peptideoglicana, são mais suscetíveis ao 
rompimento mecânico.
• Evasão de fagocitose.
• Barreira para antibióticos, lisozimas, detergentes, sais 
biliares, etc.
Fímbrias
• Filamentos rígidos de natureza 
protéica.
• Não são associadas à locomoção.
• Mais finas e mais curtas que os 
flagelos.
2 tipos:
Fímbrias comuns: promovem 
aderência das bactérias à célula 
hospedeira = patogenicidade.
Fímbrias sexuais: Fixação da 
bactéria durante o processo de 
conjugação.
Flagelo
• Movimentação.
• Medem de 3 a 12µm de 
comprimento e 12-30nm 
de espessura.
• É formado por uma 
proteína chamada 
flagelina.
• Movimento rotacional.
Flagelo
• Bactérias sem flagelo = atríqueas
• Peritríqueos = ao longo da célula.
• Polares = em um ou ambos os polos da célula.
• Monotríqueo um único flagelo em um polo
• Lofotríqueo = um tufo de flagelo na extremidade 
da célula
• Anfitríqueo = flagelos em ambas as extremidades 
celulares
Flagelo
Estrutura flagelo
Filamentos Axiais
• As espiroquetas são um grupo de bactérias que 
possuem estrutura e mobilidade exclusivas.
• As espiroquetas se movem por meio de filamentos 
axiais ou endoflagelos, feixes de fibrilas que se originam 
nas extremidades das células, sob uma bainha externa, 
e fazem uma espiral em torno da célula.
• A rotação dos filamentos produz um movimento da 
bainha externa que impulsiona as espiroquetas em um 
movimento espiral.
Filamentos axiais
Metabolismo
• Grupo mais diversificado metabolicamente.
• Bactérias termofílicas proliferam em altíssimas 
temperaturas, superiores a 70°C.
• Outras vivem em ambientes muito frios, 
aproximadamente 4°C.
• Em geral: 37 a 39°C.
• Devido a essas características de resistir a diferentes temperaturas e 
utilizar diversas fontes de carbono diferentes, as bactérias se 
encontram em todos os ambientes do planeta.
Classificação 
• Fototróficas: utilizam a luz como fonte de energia.
• Quimiotrófica: utilizam energia presente em 
compostos químicos.
Quimiolitotróficas: o composto químico é inorgânico.
Quimiorganotrófica: O composto químico é orgânico.
• Aeróbias: oxidam carboidratos, proteínas e lipídeos 
na presença de oxigênio.
• Anaeróbios: fazem fermentação.
• Anaeróbios facultativo: vivem tanto em meio 
aeróbio quanto em meio anaeróbio.
Toxinas
• Responsáveis pelos danos causados pelas bactérias.
Endotoxinas x Exotoxinas
EXOTOXINAS ENDOTOXINAS
Esporos
• Forma de resistência. É 
formado quando as 
condições do ambiente 
não se encontram 
favoráveis, como 
temperatura e falta de 
água.
Divisão
• As bactérias se dividem por fissão (não é a mesma coisa que 
mitose!!!)
• Tempo médio: 20 minutos.
• Duplicação do DNA > Formação de Septo > Divisão
Transferência de DNA
• Transformação: Captação de fragmentos do DNA 
presentes no ambiente.
• Conjugação: Passagem do DNA por meio de pontes 
ou comunicações citoplasmáticas.
• Transdução: Transferência de informação genética 
através de um bacteriófago.
Transformação
Conjugação
Transformação
Conjugação
Transdução
Cianobactérias
• Possui sacos membranosos, achatados e 
concêntricos onde se encontram os pigmentos 
fotossintéticos.
Micoplasmas
• Bactérias sem parede.
• Muito pequenas: 0,2 a 2µm.