[Resumo] Microbiologia Aplicada à Nutrição - Aula 02 - Morfologia e Citologia Bacteriana

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AULA 01 – MORFOLOGIA E CITOLOGIA BACTERIANA
	Historicamente falando, podemos ressaltar dois grandes eventos sobre o mundo bacteriano. Em 1977, o cientista Carl Richard Woese propôs um modelo baseado em aspectos evolutivos a partir da comparação de sequências de rRNA. A partir desses estudos, ficou claro que os eucariontes apresentam muitas relações entre si e que os procariontes poderiam ser organizados em dois grupos. Os seres vivos passaram, então, a ser classificados em três subdivisões principais, denominadas de domínios, uma categoria acima de Reino. Os três domínios existentes são: Archaea, Bacteria e Eukarya.
Archaea
O domínio Archaea é representado por organismos geralmente quimiotróficos e procariontes, que não possuem membrana nuclear. Muitos dos representantes são extremófilos, ou seja, organismos que são capazes de viver em condições extremas. Esses seres, normalmente, vivem em ambientes como fontes termais e locais ricos em enxofre, extremamente quentes ou repletos de sal.
Por viverem em muitos locais consideráveis inabitáveis pela maioria dos seres vivos, alguns autores afirmam que os organismos do domínio Archaea estabelecem os limites da tolerância dos seres vivos às condições ambientais. Diante dessa particularidade, pesquisadores consideram o estudo desses micro-organismos essencial para se entender mais a respeito da origem da vida no planeta.
Bacteria
O domínio Bacteria abarca organismos unicelulares e procariontes que anteriormente eram classificados como eubactérias. Esse domínio engloba bactérias que causam doenças ao homem e também aquelas encontradas em ambientes como a água e o solo.
Considerando a classificação de Woese, extingue-se o Reino Monera, uma vez que os procariontes estão agora agrupados em dois domínios: Archae e Bacteria.
Eukarya
Nesse domínio são encontrados apenas organismos eucariontes, ou seja, que possuem núcleo delimitado por membrana nuclear. O domínio Eukarya engloba organismos unicelulares, como é o caso dos protozoários, ou multicelulares, como ocorre em animais, fungos e plantas.
Morfologia Bacteriana
Quanto ao formato
As bactérias possuem grande variedade de formas e tamanhos, porém as de interesse médico possuem as formas esféricas (ou cocos), bastonetes (bacilos ou cocobacilos) espiral (espirilos ou espiroquetas), vírgula (vibriões).
Quanto aos arranjos 
Diplococos, estreptococos, estafilococos, sarcinas, tétrades, diplobacilos e estreptobacilos.
Quanto ao tamanho
As bactérias de interesse médico medem de 0,2 a 2 micronanômetro em diâmetro e 1 a 6 micronanômetros em comprimento.
Coloração de Gram
É um método de coloração utilizado para diferenciar dois tipos de bactérias, gram-positivas e gram-negativas. O que atribui diferença entre essas duas bactérias é a composição da sua parede celular.
Estrutura das bactérias
Cápsula (Ou camada viscosa, ou camada limosa, ou genericamente chamados de glicocálice).
Reveste a célula bacteriana e é composta de polissacarídeos. Pode ter característica organizada, fortemente aderida a parede celular, recebendo o nome de cápsula ou desorganizado e fracamente aderido, denominado de camada viscosa ou limosa.
Protegem contra a fagocitose, possibilitam a adesão a superfícies, impedem o ressecamento celular e ainda podem fornecer nutrientes. Exemplo de espécie bacteriana encapsulada: Streptococcus pneumoniae.
Fimbrias
São apêndices semelhantes a pelos, curtos, retos e finos formados pela proteína pilina. Atuam principalmente na fixação das bactérias às superfícies e às outras células (colonizações) e possuem propriedades antigênicas.
Pilus (pili)
São mais longos que as fímbrias e em menor numeração. Unem duas células bacterianas para a fransferência de DNA (pili sexuais).
 Flagelos
São em formato helicoidal e formados pela proteína flagelina. São importantes para a locomoção da célula bacteriana e é dividido em três partes: filamento (parte móvel), gancho (parte onde adere-se a parede celular) e corpo basal (parte interna na parede celular).
São classificados também quanto ao tipo: monitríquio é quando há apenas um flagelo, anfitríquio é quando há um “tufo” de flagelos em uma extremidade, dois ou mais flagelos em polos opostos da célula é chamado de lofotríquio e por fim, flagelos distribuídos por toda a célula é classificado como peritríquio.
Parede Celular
A parede celular bacteriana é uma estrutura complexa, que circunda a membrana citoplasmática, que confere forma a célula. Ela também tem como função ser uma barreira física contra o ambiente externo. Seu maior objetivo é proteger contra alterações ambientais e impede a lise celular (ruptura da célula).
O principal componente da parede celular é o peptideoglicano (um polímero de açúcares hexoses – N-acetilglicosamina e ácido N-acetilmurâmico).
Os dois tipos de estrutura de parede celular existentes são as pertencentes as gram positivas e gram negativas.
A camada Peptideoglicana
É a estrutura geral da parede celular bacteriana. São formadas por filamentos da união de esqueletos carbônicos N-acetilglicosamina e Ácido N-acetilmurâmico. Entre esses filamentos nós temos aminoácidos de cadeias laterais denominados de tetrapeptídeos que se unem aos aminoácidos das pontes cruzadas. Essa ligação é 4-3, entre o aminoácido das cadeias laterais através das pontes cruzadas.
Gram positivas (Parede Celular)
O que é possível diferenciar bactérias gram positivas de gram negativas além da cor (positiva: azul arroxeada e negativas: vermelho rosado), é a constituição da parede celular.
De modo geral, as gram positivas possuem uma camada mais espessa e rígida de peptídeoglicano, também possuem ácido teicóico e lipoteicóico, que fazem a fixação da parede celular à membrana plasmática e promove a manutenção. O ácido teicóico permanece apenas na estrutura peptídeoglicana e o lipoteicóico pode se ancorar desde a membrana plasmática atravessando a camada peptídeoglicana e passando para o lado externo.
Outra diferenciação entre espécie de bactérias gram positivas é o qual os aminoácidos que formam a cadeia lateral.
Gram Negativas (Parede celular)
As gram negativas possuem poucas camadas ou uma camada de peptídeoglicanos. E diferente das gram positivas, onde a camada mais externa é a de proteoglicanos, as gram negativas possuem uma camada externa de fosfolipídeos acima dela que envolve toda a célula bacteriana. Os proteoglicanos então, estão no espaço periplasmático.
Essa camada externa protege a bactérias de fagocitose, contra a ação de alguns antibióticos (principalmente os que não tem afinidade com lipídeos), enzimas, entre outros. Nessa camada possuem estruturas chamadas lipopolissacarídeos (LPS), proteínas porinas e lipopriteínas, que são importantes para a proteção da célula e é tóxica. Muitas das patologias relacionadas a bactérias, principalmente infecções do trato gastro intestinal, se dão pela toxicidade dessas estruturas.
Exceto por esses componentes, a membrana externa é exatamente igual à interna.
LPS
É um elemento característico das bactérias gram negativas que consiste em um polissacarídeo que atua como antígeno, e de um lipídeo que é uma endotoxina. Essa endotoxina pode desencadear febre e choque, e a mesma pode se desprender da membrana externa e causar esses efeitos mesmo sem a presença da bactéria.
Outras proteínas imersas na matriz lipídica
- Porinas: São poros responsáveis pela passagem de solutos.
- OMPs: Envolvidas no transporte de solutos, da conexão de receptores de fímbria sexual e de fagos.
- Lipoproteínas: Estão ligadas com a função estrutural, ao peptídeoglicano e a parte lipídica.
Membrana Plasmática
É formada por uma camada dupla de fosfolipídeos com proteínas inseridas, revestindo o citoplasma celular. Tem como função o transporte de solutos, a produção de energia (através de elétrons e fosforilação oxidativa), fazer biossíntese, participar da duplicação do DNA e promover secreções de substâncias.
Citoplasma
É compostode 80% de água, nesta contendo proteínas (enzimas), carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos, DNA, ribossomos e inclusões (depósitos de reserva que a própria bactéria toma para si do meio externo).
Área Nuclear
É onde está o cromossoma bacteriano, uma molécula de DNA de fita dupla e circular.
Algumas bactérias podem conter nessa área plasmídeos, que são moléculas de DNA circular extra cromossômico, de replicação independente.
Ribossomos
São estruturas responsáveis pela síntese proteica. São compostos de duas subunidades de proteínas 30S+50S=70S e rRNA (Eucariontes: 60S+40S=80S).
Inclusões
São depósitos de reserva utilizados como fonte de energia. Podem ser grânulos metacromáticos (fosfato inorgânico), de polissacarídeos (glicogênio e amido), inclusões lipídicas, inclusões de grânulos de enxofre, vacúolos de gás, etc.
Endosporos/Espórulo (Sobrevivência)
Endósporo é uma estrutura dormente, dura, e não reprodutiva produzida por um número pequeno de bactérias do grupo Firmicutes. A função primária da maioria dos endósporos é garantir a sobrevivência da bactéria por períodos de estresse ambiental. Eles são resistentes a radição e gama, seca, lisozima, temperatura, fome, e desinfetantes químicos. Endósporos são comumente encontrados no solo e na água, onde sobrevivem por longos períodos. Algumas bactérias produzem exósporos ou cistos, em vez de endósporos.
O antibiótico só age na bactéria na forma vegetativa e não esporulada.