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Professora : Eulália Azevedo Ximenes Classificação, morfologia e estrutura celular Árvore filogenética universal, apresentando os três domínios da vida (Adaptado de Madigan et al., 2003 - Brock Biology of Microorganisms) Bactérias São organismos unicelulares, procariontes pertencentes ao reino Monera Característica Eucariontes Procariontes Principais grupos Algas, Fungos, Protozoários Bactérias Tamanho Maior 5µm 0,5-3µm Estrutura celulares Núcleo com membrana nuclear Ausência de membrana nuclear Filamentos de DNA DNA circular único Genoma diploide Genoma haploide Estrutura citoplasmáticas Mitocôndria presente Mitocôndria ausente Corpúsculo de Golgi Presente Corpúsculo de Golgi Ausente Retículo endoplasmático presente Retículo endoplasmático ausente Ribossomos 80S Ribossomos 70S Membrana citoplasmática Contém esteroides Não contém esteroides Parede celular Ausente ou constituída por quitina Presente constituída por peptideoglicano Reprodução Sexuada ou assexuada Assexuada ou divisão binária Movimentação Flagelo complexo Flagelo simples Respiração Mitocôndria Membrana Citoplasmática Estruturas celulares bacterianas 1- Pili ou fímbrias 2- Plasmídio 3- Ribossomos 4- Citoplasma 5- Membrana citoplasmática 6- Parede celular 7- Capsula 8- DNA 9- Flagelo Cápsula são estruturas que envolvem exteriormente o envelope celular. Quando são bem definidas são denominadas cápsulas e quando mais amorfas são chamadas glicocálix. Elas são geralmente constituídas por polissacarídeos ou ácido poli- D-glutâmico (Bacillus antracis) Função: Cápsulas capacidade de invasão nas bactérias patogênicas impedindo assim a fagocitose por células do sistema imunológico do hospedeiro. Glicocálix : capacidade de adesão. Pili ou Fímbrias: são microfibrilas proteicas (Pilina). Algumas bactérias possuem vários tipos de pilinas. Um tipo especial é o pilus sexual, estrutura oca que serve para ligar duas bactérias, de modo a trocarem material genético. Função: adesão da bactéria ao seu meio e são importantes na patogênese, virulência bacteriana. Nos estreptococos a proteína M é encontrada nos pili. Estruturas Celulares Bacterianas Estruturas Celulares Bacterianas Flagelo: Espessura 20nm - composto por uma proteína (flagelina). Tem a forma helicoidal com uma dobra para a saída da membrana citoplasmática chamada gancho, que faz com que filamento fique virado para o exterior da célula. Entre o gancho e a estrutura basal existe uma bainha que passa através de anéis de proteína presentes na membrana celular. Os microrganismos Gram-positivos possuem 2 anéis, um presente na parede celular e outro na membrana, enquanto que os Gram-negativos têm 4 anéis, 2 na parede celular e 2 na membrana. Função: Os flagelos estão implicados com a resposta do sistema imunológico da célula do hospedeiro- antígenos H A: monotríquia B: lofotríquia C: anfitríquia D: peritríquia Estruturas celulares Bacterianas Parede celular: Estrutura rígida que recobre a membrana citoplasmática e ajuda a manter a forma das células, além de proteção, mantendo a pressão osmótica no interior da bactéria prevenindo expansão e eventual rompimento da célula. Composição: Estruturas alternadas de N-acetilglicosamina (NAG) ácido N-acetilmurâmico (NAM). ***tetrapeptídeo (4 aminoácidos) Contém L e D aminoácidos, sempre ligado ao NAM. Ligações cruzadas entre o COOH terminal do aminoácido de um tetrapeptídeo e o grupo NH2 do aminoácido do tetrapeptídio vizinho. Tetrapeptídio: L alanina posição 1 D-glutamato –posição 2 Variável posição 3 D- alanina –posição 4 Gram + = acido diaminopimélico;L-lisina; qualquer AA Gram - = acido diaminopimélico Estruturas celulares Bacterianas PAREDE CELULAR DAS BACTÉRIAS GRAM POSITIVAS ** Possuem maior quantidade de peptidioglicano, o que torna a parede dessas bactérias mais espessa e rígida. ** Composta por peptidioglicano e ácidos teicóicos (cadeias de polifosfato com resíduos de ribitol e glicerol) ou ácidos lipoteicóicos. Os ácidos teicóicos/lipoteicóicos estão ligados ao peptidioglicano APENAS nas bactérias Gram positivas, nunca nas Gram negativas. PAREDE CELULAR DAS BACTÉRIAS GRAM NEGATIVAS ** Mais complexa - a quantidade de peptidioglicano é menor, e possui uma membrana externa envolvendo a fina camada de peptidioglicano, que se situa no espaço periplasmático. ** Membrana externa: Serve como barreira seletiva que controla a passagem de algumas substâncias. Estrutura: Bicamada assimétrica, contendo fosfolipídios, semelhante à membrana citoplasmática. • Internamente => camada de fosfolipídeos e lipoproteína, que está ancorada ao peptidioglicano. • Externamente => camada impermeável de lipopolissacarídeo (LPS) – molécula anfipática A membrana externa das bactérias Gram negativas contém proteínas (OMP), que formam canais por onde penetram diversas substâncias. Essas proteínas presentes na membrana externa das Gram negativas constituem aprox. 50% da membrana, não estão relacionadas com as proteínas da membrana citoplasmática e possuem diversas funções. O Lipopolissacarídeo - LPS O lipopolissacarideo é formado por 3 segmentos: Lipideo A, cerne de polissacarídeo, antígenos O O LPS é tóxico e responsável pela resposta do hospedeiro à infecção **Febre, diarréia, lise das hemácias. ** Efeito protetor nas bactérias Gram negativas intestinais resistência à solubilização pelas enzimas intestinais e bile. A PORÇÃO LIPIDICA DO LPS É DENOMINADO ENDOTOXINA MORFOLOGIA BACTERIANA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA BACTERIANA • Estrutura delgada, com cerca de 8 nm • composta por uma bicamada fosfolipídica (podendo apresentar 7 tipos de fosfolipídios diferentes) • Proteínas (cerca de 200 tipos distintos), atuando como importante barreira osmótica e é altamente seletiva. As membranas de microrganismos procariotos apresentam maiores concentrações de proteínas que as membranas eucarióticas e não possuem esteróis. Micoplasmas – incorporam esteróis A bicamada fosfolipídica é composta por glicerol ligado a duas cadeias de ácidos graxos, através de ligações do tipo éster. Os fosfolipídios bacterianos contém ácidos graxos com cadeias não ramificadas de 16 a 18 átomos de carbono.*** Bactérias cultivadas em temperaturas baixas, há um aumento da proporção de ácidos graxos insaturados, aumentando consequentemente a fluidez da membrana. A estabilidade da membrana citoplasmática é conseguida através das ligações hidrofóbicas e pontes de hidrogênio Os íons Ca++ e Mg++ participam, ligando-se aos fosfolipídios. MEMBRANA CITOPLASMÁTICA BACTERIANA ESTRUTURAS CELULARES BACTERIANAS Citoplasma: 80 % de água, ácidos nucléicos, proteínas, carboidratos, compostos de baixo peso molecular, lipídios, íons inorgânicos. Sítio de reações químicas. Ribossomos: ligados a uma molécula de mRNA, são chamados de poliribossomos. Presentes em grande número nas células bacterianas. São menores – ribossomos 70S Grânulos de reserva (inclusões): Os procariontes podem acumular no citoplasma substâncias sob a forma de grânulos, constituídos de polímeros insolúveis (ex.: grânulos de glicogênio, amido, lipídios, polifosfato, enxofre e óxido de ferro) . Vesículas: Magnetossomas, carboxissomas ( ribulose-bifosfatocaboxilase). Área nuclear Nucleóide: Cromossomo bacteriano, constituído por uma única molécula dupla fita circular de DNA não delimitado por membrana nuclear e sem a presença de histonas. Elementos extracromossomais Plasmídeos: Moléculas menores de DNA, dupla fita, circulares, cujos genes não codificam características essenciais, mas podem conferir vantagens seletivas para as bactérias que os possuem (ex.: genes de resistência a antibióticos, metais tóxicos, produção de toxinas) Transposons: É uma sequência de ácido desoxirribonucleico (DNA) capaz dese movimentar de uma região para outra em um genoma de uma célula. Os transposons têm uma enorme influência na evolução e composição de genomas. Integrons: São estruturas que contribuem para a aquisição e incorporação de genes através de recombinação. Estruturas celulares Bacterianas Esporos Também chamados de endósporos (porque se formam dentro da célula). Esporos contém pouca água no citoplasma, possuem parede celular muito espessa, são altamente resistentes a agentes físicos e químicos, devido a sua capa impermeável de proteína tipo queratina (associado ao cálcio) e presença de ácido dipicolínico Função: Proteção da célula vegetativa das adversidades do meio ambiente (limitação de nutrientes, temperatura, e dessecação). Sua formação leva em torno de 6 horas. Têm pouca atividade metabólica, pode permanecer latente por longos períodos - forma de sobrevivência, e não de reprodução. Ex. Bacillus e Clostridium
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