Aula+1+ +Citologia+Bacteriana prof.Iangla

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Morfologia e Ultra estrutura da célula procariótica
Professora:
Msc. Iangla Araujo 
Material Genético
Ribossomos
Compostos por RNAr + Proteínas
Caracterizados pelo coeficiente de sedimentação, expresso em unidades Svedberg (S).
Procariotos: 70S 
contém uma subunidade grande (50S) e uma pequena (30S)
Eucariotos: 80S
contém uma subunidade grande (60S) e uma pequena (40S)
Plasmídeos
DNA circular pequeno, de dupla fita, que se replica 
independentemente do cromossomo bacteriano
São elementos genéticos extra‐cromossômicos: não estão conectados ao cromossomo bacteriano principal.
replicam‐se independentemente do DNA cromossômico
Podem ser ganhos ou perdidos sem lesar as células.
Plasmídeos
Contém de 5 a 100 genes não cruciais para a sobrevivência da bactéria em condições ambientais normais.
Transferência de genes: 
resistência aos antibióticos, tolerância aos metais tóxicos, produção de toxinas e síntese de enzimas.
Podem ser utilizados para a manipulação genética.
Morfologia celular
Coco
Bacilo ou Bastonete
Morfologia celular
Espirais
Forma de estrela: Stella
Forma quadrada e plana: Haloarcula
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Tamanho das Células
Mycoplasma – as menores
Familia Mycoplasmataceae
2 gêneros: Mycoplasma e Ureaplasma
São os menores procariotos capazes de se multiplicar de modo independente (0,2 – 0,3 m).
Não possui parede celular
Pleomórficos – não possuem forma definida
Membrana possui colesterol
Característica de membranas celulares animais
Genoma pequeno (580 – 2200 kpb)
Parede celular
Estrutura complexa, semi‐rígida que confere forma à célula.
Visualização individualizada somente em microscopia eletrônica.
Importância clínica e taxonômica.
Previne a ruptura da célula – fornece rigidez contra a pressão osmótica.
meio intracelular é geralmente mais concentrado em solutos que o meio externo
Parede celular – composição e estrutura
Peptideoglicano (ou mureína)
principal componente da camada rígida da parede celular 
só encontrado no Domínio Bacteria
Unidades repetidas de um dissacarídeo 
1- N-acetilglicosamina (NAG)
2- Ácido N-acetil-murâmico (NAM)
Moléculas alternadas de NAM e NAG são ligadas formando grandes “filas” com 10 a 60 unidades formando um “esqueleto” de carboidratos.
NAG
NAM
NAG
NAM
NAG
NAM
Parede celular – composição e estrutura
Filas adjacentes de carboidratos (NAM e NAG) são ligadas por cadeias laterais de tetrapeptídeos
Sempre composta por 4 aminoácidos unidos ao NAM da fila de carboidratos
Os aminoácidos ocorrem em um padrão alternado de isômeros D e L 
Isômero D - forma incomum na natureza encontrado nas paredes celulares e em alguns antibióticos
Cadeias laterais de tetrapeptídeos
Podem se ligar diretamente – maioria das Gram (-)
Ligação por uma ponte cruzada peptídica (cadeia curta de aminoácidos) - Gram (+) 
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Organização das unidades repetitivas formando a camada de peptideoglicano.
a) Ligação cruzada em bactérias gram‐negativas (E. coli).  
b) Ponte interpeptídica de glicina em bactérias gram‐positivas (S. aureus).  
c) Várias fitas de peptídeoglicano unidas por ligações cruzadas.     
(Fonte: Madigan et al., 2004).
Parede celular - composição e estrutura 
Lisozima – lágrima, saliva, bacteriófagos
 Quebra as ligações glicosódicas 1-4 entre a NAG-NAM
Penicilina – antibiótico
 Impede a formação da ponte cruzada – enfraquece a parede celular e produz lise osmótica.
Local de ação da penicilina
Paredes Celulares de Bactéria
Parede Celular Gram (+) 
Muitas camadas (até 25) de peptideoglicano 
corresponde a 90% da parede.
Apresentam Ácido Teicóico (polissacarídeo ácido, com resíduos de glicerol fosfato ou ribitol fosfato), 
confere carga negativa à superfície celular, regulando o movimento de íons + na célula.
responsáveis pela especificidade antigênica da parede tornando possível a identificação de bactérias em testes laboratoriais
Parede Celular Gram (-)
Membrana externa
 composta de lipopolissacarídeo (LPS) lipoproteínas e fosfolipídeos
Periplasma – espaço entre a MP e a ME 
fluido com alta concentração de enzimas, proteínas de transporte e quimiorreceptores.
Uma ou poucas camadas de peptideoglicano (não contém ácido teicóico)
Parede Celular Gram (-) - F
O LPS é uma molécula formada por 3 regiões diferentes:
Lipídeo A, Polissacarídeo Interno e Polissacaídeos O-específico.
 Lípídeo A – liga-se aos fosfolipídeos da ME formando uma bi-camada
Propriedade tóxica Gram (-):  associada ao lipídeo A (endotoxina) do LPS.
 Exemplos de gêneros patogênicos: Escherichia, Salmonella e Shigella. 
Polissacarídeos O do LPS atuam como antígenos 
utilizados para diferenciar espécies de bactérias gram‐negativas.
Parede Celular Gram (-)
Membrana externa 
Permeável a água e pequenas moléculas pela presença de porinas:
permitem a passagem de moléculas hidrofílicas de baixa massa molecular  (nucleotídeos, dissacarídeos, peptídeos, aminoácidos, vitamina B12 e ferro).
barreira para certos antibióticos (penicilina), enzimas digestivas (lisozima), metais pesados, detergentes. 
Porina – proteína associada à membrana
Coloração de Gram
Coloração de Gram 
GRAM +
GRAM -
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR 
Glicocálice
cápsulas e camadas limosas:
Maior parte de natureza polissacarídica (exopolissacarídeos - EPS).
Composição variável nas diferentes espécies.
 Proporcionam aderência entre a bactéria e superfícies: tecido hospedeiro (células do pulmão, dentes, implantes)
Formação de Biofilme Bacteriano 
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
Cápsula
Camada viscosa de polissacarídeos - forma uma camada compacta ao redor da célula
Dificultam o reconhecimento do sistema imune  e fagocitose do sistema imune – relacionado à virulência
Streptococcus pneumoniae com e sem cápsula 
Streptococcus pyogenes – cápsula contendo ácido hialurônico em sua composição, em casos raros produz a Febre Reumática (autoimune)
Oferecem resistência à dessecação
 muitas moléculas de água associadas.
Aplicação industrial: espessantes – goma xantana 
Xanthomonas campestris.
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
Cápsula
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
Flagelos
Associado à locomoção da célula, oferece vantagem na exploração dos recursos dos ambientes.
Apêndices longos e finos (~20 nm de espessura). 
Único ou vários, em diferentes arranjos.
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
Estrutura do flagelo procariótico
Semirígida helicoidal (não fica reto).
Composição: motor, gancho e filamento. 
Motor (Corpo Basal)
ancorado na MP e parede (bastão + anéis) 
proteínas Mot. (rotação) e Fli (reversão do sentido de rotação).
Gancho
 base mais rígida – curvatura do flagelo.
Filamento
 formado por subunidades de flagelina.
Energia para rotação
movimento de prótons na membrana, passando pelo complexo Mot (força próton motiva) 
passagem de 1.000 prótons para cada rotação
Velocidade até 60 comprimentos celulares/ segundo (guepardo –25)
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
O Corpo Basal do flagelo é formado pelo bastão central inserido em uma série de anéis protéicos.
Bactérias gram (-) apresntam 2 pares de anéis
anéis externos estão acorados à parede celular 
anéis internos estão ancorados à membrana plasmática 
Bactérias gram (+) apresentam apenas o par interno
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
Fímbria
Microfibrilas protéicas presentes em muitas espécies de Gram (-)
Mais curtas e mais numerosas que flagelos
Função:
ancoramento da bactéria (adesão – patogenicidade)
Neisseria gonorrhoeae – agente  causador da gonorréia: fímbrias ajudam a colonização das membranas mucosas.
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
Pili
Pili (singular Pilus): 
mais longos que as fímbrias, há apenas um ou dois por célula.
mesma estrutura das fímbrias
Função sexual
auxilia a aproximação entre duas células bacterianas para que ocorra transferência de DNA.
INCLUSÕES DA CÉLULA BACTERIANA
Função:
armazenamento de moléculas energéticas
ou reserva de elementos essenciais ao metabolismo.
Polímeros de armazenamento de carbono
PHB (ácido poli‐β‐hidroxibutírico): natureza lipídica
Glicogênio e Amido (polímeros de glicose)
Grânulos volutina:
reserva de fosfato inorgânico para a síntese de ATP (encontrados em bactérias, algas, fungos e protozoários).
Grânulos de enxofre
Bactérias enxofre-oxidantes – gênero Thiobacillus, os grânulos funcionam como fonte de energia
Endósporos
Estruturas de resistência aos ambientes desfavoráveis, carência de nutrientes.
Proteção: calor, agentes químicos, dessecação e radiação 
Geralmente em bactérias do solo, Gram(+)
Descritos em cerca de 20 gêneros de Bacteria
Não se observou em Archaea.
Bem estudados nos gêneros Clostridium e Bacillus.
Podem permanecer dormentes por tempos longos
Clostridium aceticum: 34 anos, frasco perdido em depósito da Universidade da Califórnia.
Thermoactinomyces: 2.000 anos – fragmentos de ruínas de sítio arqueológico romano.
Esporos em: Bacillus anthracis
Endósporos
Estrutura do Endósporo
Camadas adicionais e externas à PC que protegem o DNA
formadas por proteínas e ácido dipicolínico.
Núcleo: parcialmente desidratado 
contém 70-90% menos água do que a célula vegetativa ‐ inativa as enzimas aumenta a termoresistência.
Apresenta altas [   ] de PPASs
pequenas  proteínas de ácido solúveis de esporo: liga‐se ao DNA, protege de danos causados por radiação, calor seco e dessecamento.
pode ser utilizado como fonte de energia e carbono na germinação do esporo. 
Ácido dipicolínico: exclusivo dos esporos, 
corresponde a 10% do peso seco do esporo.
Germinação do endósporo
Ativada por lesão física (aquecimento) ou química no revestimento do esporo.
Enzimas do endósporo rompem as camadas extras.
Intumescimento devido à entrada de água; síntese de novas moléculas de RNA, proteínas e DNA (se as condições nutricionais forem favoráveis).
Obrigada