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Aula 2 e 3 A Célula Procariota

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Microbiologia célula bacteriana e outros 
seres vivos microscópicos
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CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS
Três Domínios
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Classificação dos seres vivos
	
Bactéria (Eubactéria) 
		(bactérias nitrificantes, 
		desnitrificantes, outras 					 	bactérias heterotróficas)				
							Células Procarióticas
	
Arquea
(Metanogênicas, 
halofílicas, termófilas extremas)
Eucariontes				 Células Eucarióticas
(protozoários, algas, fungos)
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A Célula Procariótica
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Biotecnologia
0,5 a 5 mm
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Leptospirose
Sífilis
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espirilo
espiroqueta
Não formam arranjos 
multicelulares
		Forma
básica
		Arranjo
		Morfologia do arranjo
		Característica
		
Cocos
Bacilos
		diplococos
		
		Divisão ao longo do mesmo plano, agrupados aos pares.
		
		estreptococos
		
		Divisão ao longo do mesmo plano, agrupados em cadeias de 4 a 20 cocci.
		
		tétrade
		
		Divisão ao longo de 2 planos diferentes em ângulo reto, agrupados em quatro 
		
		sarcina
		
		Células capazes de se dividir em 3 planos regulares, agrupados em oito (cubo).
		
		estafilococos
		
		Células capazes de se dividir em 3 planos irregulares, agrupados em cachos
		
		diplobacilos
		
		Agrupados aos pares
		
		estreptobacilos
		
		Bacilos associados em longas cadeias, não se dissociam após a divisão.
		
		paliçada
		
		Bacilos que mantêm uma pequena região associada após a divisão.
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Transformações bioquímicas UNOESC 2007
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Organização da Célula Procariótica
Flagelo: responsável pelo movimento (ATP)
O movimento também pode ser por deslizamento nas bactérias s/ flagelo. Vesículas de gás.
Espiroquetas movimentam-se pela alteração da forma da célula
Quimiotaxia, fototaxia (sensores a nível de membrana ou até mesmo no flagelo)
Localização do flagelo pode ajudar na identificação de determinadas bactérias
Pseudomonas sp
Spirillum sp
Proteus vulgaris
Transformações bioquímicas UNOESC 2007
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Fímbrias e Pili: 
Numerosos e constituídos por proteínas ou glicoproteínas
Fímbrias: menores e mais numerosos que os pili . Permitem a adesão de bactérias a superfícies (biofilmes bacterianos). Aglomeração de células facilitando a formação de flocos
Organização da Célula Procariótica
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BIOFILME
Funções :
• Aderência inespecífica ( superfícies inertes ), facilitando a colonização
• Comunicação entre as células bacterianas ( quorum sensing )
• Reserva nutritiva
• Proteção contra dessecação
• Proteção contra resposta imune do hospedeiro
• Proteção contra agentes antimicrobianos
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BIOFILME Comunidade bacteriana aderida a uma superfície
BIOFILMES EM DOENÇAS INFECCIOSAS
 Placa dental
 Endocardite
 Fibrose Cística
 Cateter urinário
 Implantes
BIOFILMES AMBIENTAIS
 Grandes reservatórios de água
 Nódulos na raiz de leguminosas
 Tanques de tratamento de esgoto
 Caixas de lentes de contato
 
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Organização da Célula Procariótica
Fímbrias e Pili: 
Pili (pilus sexual): estende-se de uma célula a outra formando uma ponte entre os citoplasmas. Transferências de plasmídeos.
Transformações bioquímicas UNOESC 2007
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Organização da Célula Procariótica
Envelope Celular: Parede celular + Glicocálix
 Glicocálix: externo à PC, polissacarídeos extra celulares 		
 Camada Limosa frouxamente aderida a 						 PC, pouco organizado
 Cápsula	 fortemente aderida a PC,
			 muito organizado
Funções: proteção: 
dificulta a fagocitose
adesão – adesão a superfícies 
forma biofilmes e flocos 
reserva de nutrientes 
proteção contra dessecamento
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Organização da Célula Procariótica
Parede Celular (PC)
Externa à membrana plasmática ou celular
Função: fornece suporte estrutural (forma e rigidez à célula), resistência contra pressão osmótica
Coloração de Gram baseia-se na composição bioquímica e estrutural da PC
Gram +
Gram -
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Composição química da PC (eubactérias)
Basicamente a PC é constituída por peptídeoglicano (mureína), composto por:
 NAG: àc. N acetil glicosamina
 NAM: N-acetil murâmico 
 tetrapetídeo
Ex. Peptídeoglicano de PC de E. coli (Gram-)
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Ligações cruzadas entre as cadeias de tetrapeptídeos
Composição química da PC (eubactérias)
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PC de bactéria Gram +
70 - 90 % de peptídeoglicano (maior rigidez)
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PC de bactéria Gram -
10-20 % de peptídeoglicano (menor rigidez) 
Estrutura mais complexa (peptídeoglicano e membrana externa)
Membrana externa:	bicamada de fosfolipídeo c/ lipopolissacarídeos 				(LPS-endotoxinas) e proteínas (porinas)
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O LPS pode ser tóxico, causando febre, 
diarréia, destruição de hemácias e um choque 
potencialmente fatal. Efeito protetor nas 
bactérias Gram negativas intestinais 
(resistência à solubilização pelas enzimas intestinais e bile). 
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Micobactérias
Parede celular com lipídios, hidrofóbica
pouca penetração de substâncias em meio
aquoso.
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PC de bactéria Gram – e Gram +
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Coloração de Gram 
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a) Staphylococcus aureus (gram +) b) E. coli (gram-)
a)
b)
Exemplo de coloração de Gram
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PC de Arquea
PC de metanogênicas similar a de eubactérias - pseudopeptídeoglicano, 
PC de outras Arqueas não possuem peptídeoglicano.
Maioria possui Camada S: proteínas ou glicoproteínas, organizadas em simetria hexagonal extremamente regular.
Maior resistência a flutuações de conc. de íons, pH, estresse osmótico
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Membrana Citoplasmática ou Celular
Interna à PC – aproximadamente 7,5nm
Composição lipoprotéica
Fosfolipídeos (20-30%)
Proteínas (50-70%)
Função: barreira seletiva para a maioria das moléculas solúveis em água – muito mais seletiva que a PC
Local das enzimas da cadeia respiratória e outras envolvidas na síntese da PC
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Membrana Citoplasmática ou Celular
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Membrana Citoplasmática ou Celular (Arquea)
composição bem diferente de eubactérias e eucariotos, permitindo a existência em condições extremas
lipídeo unido ao glicerol por ligação éter em vez de éster (esterases);
porção lipidica - isopreno, formando cadeias isoprenóides (colesterol);cadeias isoprenóides se unem lateralmente
 Arquea
Eubacteria
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Transformações bioquímicas UNOESC 2007
Proteínas da membrana celular
Transformações bioquímicas UNOESC 2007
Transformações bioquímicas UNOESC 2007
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Sistemas de Transporte Trans-membranar
Difusão simples
Difusão facilitada	 	sem gasto de energia 						(passivo)
		
Transporte ativo	 com gasto de energia (ativo)
Translocação de grupo	
Transformações bioquímicas UNOESC 2007
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DIFUSÃO SIMPLES
Concentração de uma substância dissolvida – soluto em água é maior de um lado da membrana
A favor de um gradiente de concentração
Sem gasto de energia
Ex: O2, CO2
A maior parte dos nutrientes é transportado através das permeases – maioria dos casos, requer E
Transformações bioquímicas UNOESC 2007
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OSMOSE
Moléculas solventes, tais como a água atravessam livremente a membrana semipermeável
Solventes passam de uma região de baixa concentração de soluto para uma solução com alta concentração de soluto  OSMOSE
Força com a qual a água se move através da membrana  PRESSÃO OSMÓTICA
3 tipos de condições osmóticas em meio aquoso:
ISOTÔNICO, HIPOTÔNICO e HIPERTÔNICO
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Sistemas de Transporte Trans-membranar
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Transporte passivo
(sem gasto de energia)
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Transporte Ativo
(com gasto de energia)
- Contra um gradiente de concentração.
- Transporte de moléculas não solúveis
em lipídeos e íons.
Transformações bioquímicas UNOESC 2007
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Transporte Ativo
 contra um gradiente de concentração.
 Bomba de sódio e potássio, há gasto de ATP.
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Transporte Ativo (co-transporte)
Ambos são transportados no mesmo sentido de fora para dentro da célula (simporte) 
Sódio e glicose, sódio e aminoácidos.
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Transporte Ativo (contra-transporte)
Duas substâncias transportadas em sentidos opostos (antiporte).
O transporte do íon hidrogênio ocorre contra o seu gradiente eletroquímico, graças ao transporte simultâneo do íon sódio a favor do seu gradiente eletroquímico 
Sódio (vermelho) 
Hidrogênio (roxo)
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Translocação de Grupo: 
	a substância que entra na célula é quimicamente alterada durante o seu transporte. 
	
	Ex.: glicose, manose, frutose são fosforilados durante o transporte pela sistema da fosfotransferase.
Transformações bioquímicas UNOESC 2007
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Ribossomos
Constituído por RNAr e proteínas
Participa na síntese protéica (“bancada”)
Em procariotos RNAr é constituído por subunidades 50SRNAr e 30SRNAr, no total 70S.
S (unidade Sverdberg: coeficiente de sedimentação do RNA quando submetido a ultracentrifugação).
Poliribossomos, ataque 
de antibióticos: clorafenicol
e eritromicina.
Transformações bioquímicas UNOESC 2007
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Nucleóide
DNA circular com milhares de genes (superenrrolado);
Sem membrana nuclear, porém concentrado numa região;
Plasmídeos: pequenos pedaços de DNA extra-cromossomal (poucos genes)
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Transformações bioquímicas UNOESC 2007
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Inclusões e Grânulos
Inclusões: depósitos de material orgânico (Ex.: PHA) poli-β –hidroxialcanoato
Grânulos: depósitos de material inorgânico (Ex.: enxofre,polifosfatos) volutina
Função: reserva de energia
Beggiatoa sp
Acinetobacter sp
Transformações bioquímicas UNOESC 2007
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Endosporos
Gêneros mais comuns Clostridium e Bacillus;
Estruturas dormentes quando expostas à condições adversas;
Transformações bioquímicas UNOESC 2007
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Composição do esporo:
• Cromossoma bacteriano
• Proteínas essenciais (concentrações mínimas)
• Ribossomas
• Dipicolinato de cálcio
• Envoltórios : Membrana interna
Córtex (duas camadas de peptideoglicano)
Membrana externa
Capa de proteína (tipo queratina)
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Fissão Binária
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Microrganismos eucarióticos
Leveduras 
unicelulares, 1 a 5 µm largura e 5 a 30 µm comprimento
maioria ovais, mas varia mesmo em cultura pura
não possuem flagelos
em meio sólido colônias semelhantes as bactérias
FUNGOS (bolores e leveduras), ALGAS E PROTOZOÁRIOS
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Microrganismos eucarióticos
Bolores 
Multicelulares (por isto visíveis a olho nú)
Produzem esporos,
Se reproduzem melhor em baixos pH e ambiente secos
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Infecções exógenas como inalação ou
implantação traumática, mais comum as formas
anamorfas (assexuada) e poucos casos
teleomorfa (sexuada)
Considerar a camada de polissacarídeos cápsula
efeito antigênico.
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Célula Procariótica X Eucariótica
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Célula Procariótica X Eucariótica
 Característica
 Procarioto
 Eucarioto
 Cromossomo
  circular
  linear
 Localização do cromossomo
 Nucleóide (sem membrana)
  Núcleo (membrana nuclear)
 DNA extra cromossomal
 Plasmídeo
mitocôndria e cloroplasto
 Local da respiração celular
 Membrana celular
 Mitocôndria
Parede celular
 Presente, exceto em micoplasmas
Presente em plantas,algas e fungos. Ausente em animais e maioria dos protozoa. 
Membrana celular
 Com fosfolipídeos
 Com colesterol (rigidez)
 Ribossomas
 30S & 50S /70 S
 40S & 60S /80 S no citoplasma (70 S nas organelas)
 Locomoção
Flagelo rotativo e deslizamento
 Flagelo ondulante e cílios, além de movimento amebóide
Tamanho
(diâmetro)
Normalmente menores que 2µm
Normalmente entre 2 e 100µm
 Pili
 Sexual ou de adesão
 Ausente
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Archaea
Poucas Archaeas foram cultivadas em relação as Bactérias
Tendência para serem extremofílicas
 algumas crescem em temperaturas superiores a 113ºC
 algumas crescem no rúmem dos ruminantes (produzem metano)
 outras crescem em pH < 0; outras em pH > 10 
 outras crescem em ambientes altamente salinos (e.g., Mar morto)
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VIRUS – caso à parte
Não apresentam células
DNA ou RNA
Moléculas de proteínas
Parasitas intracelulares
Processos bioquímicos
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