Aula 2 - Morfologia e Ultraestrutura de bactérias

Prévia do material em texto

1 
MORFOLOGIA E 
ULTRAESTRUTURA DE 
BACTÉRIAS 
Profa. Patrícia Gomes Cardoso 
Procariotos X Eucariotos 
 
 
 
 
Características das bactérias 
- Procarioto 
- Unicelular 
- Reprodução assexuada 
- Nutrição por absorção 
- Metabolismo diversificado (heterotróficas e 
autotróficas) 
- Número de cromossomos: a maioria 1 
cromossomo, circular DNA fita dupla. 
Tamanho 
- 2 à 8 micrometros (µm) 
- 0,2 à 0,5 µm 
Epulopiscium fishelsoni- simbionte do peixe-cirurgiao (600µm 
de comprimento). 
O Pequeno tamanho dos procariotos comparado ao dos eucariotos 
contribui para muitas características desses organismos como 
interação mais intensa com o ambiente e maior velocidade de 
absorção de nutrientes. Isso resulta em um crescimento mais 
rápido 
 
Os nutrientes e escorias são transportados para dentro e fora da 
célula via membrana citoplasmática e a velocidade desse 
transporte determina a velocidade metabólica e, portanto, a 
velocidade de crescimento das células. 
 
Quanto menor o tamanho, maior é a relação entre a área 
superficial da membrana em relação ao volume e, portanto, maior 
é o potencial de crescimento. 
Tamanho dos procariotos 
Morfologia celular 
Formas mais comuns de bactérias 
Arranjos 
Arranjo de cocos 
Arranjo de bacilos 
Bacilos ≠ Bacillus 
Bacillus sp. 
Bactérias espirais 
Flagelos 
Filamentos p/ 
locomoção 
Pleomórficas – espécies que apresentam 
uma variedade de tipos celulares. Ex: 
Rhizobium e Corynebacterium. 
Pedunculada 
Estrutura celular de bactérias 
Flagelos 
Monotríqueo 
Lofotríqueo Peritríqueo 
Anfitríquio 
Função e importância 
Motilidade 
Ambientes: 
 
 favoráveis vs adversos 
 
Depende de energia 
 
Proteína - flagelina 
Estrutura de flagelos bacterianos 
Etapas da biossíntese dos flagelos 
Flagelo bacteriano 
Fotomicrografia 
Estrutura filamento + CAP 
Flagelos 
Taxia- movimento direcionado 
 
 Quimiotaxia 
 
 Fototaxia 
 
 Aerotaxia 
 
 Osmotaxia 
Flagelos de eucariotos 
Filamentos axiais 
Ex: Treponema pallidum – agente causador da sífilis 
Fímbrias 
Flagelos ≠ Fímbrias 
• curtos, finos e retos 
 
Aderência 
 
Pilina 
 
Pólos ou toda sup. da célula 
Ex: Neisseria gonorrhoeae 
Pili - Conjugação 
Pili 
 
 
Transferência do plasmídeo F entre 
bactérias pelo processo de conjugação 
bacteriana 
Glicocálice 
Função 
 
• Aderência 
 
• Reserva nutriente 
 
• Proteção- agentes 
químicos, fagocitose e 
dessecação 
Composição química 
• Polissacarídeo (Streptococcus, 
Klebsiela, Haemophilus, Neisseria) 
• Proteíca 
• Ácido poli D- glutâmico 
 Cápsula- rígido 
 Camada limosa- 
flexíveis 
 
 
organização 
B. anthracis 
Streptococcus sp. (cárie) Pseudomonas 
Escherichia coli 
enteropatogênica Praga na Indústria- lodo 
Parede Celular 
Estrutura do Peptideoglicano 
Unidades de peptídeos e glicanos originando a camada de 
peptideoglicano 
Parede de bactérias Gram-positivas 
Acido teicóico polímero 
de unidades repetidas de 
ribitol 
Carga negativa 
Parede Celular Gram Positiva 
Parede Celular Gram negativa 
ENDOTOXINA 
Fosfolipídeos 
Proteínas 
Polissacarídeos 
 Específicas 
 Inespecíficas 
Ação da penicilina sobre a parede celular bacteriana 
Ação da lisozima 
• Quebra as ligações glicosídicas 
• Antimicrobiano natural: lágrima, 
saliva, ovo 
• Inibe a síntese da parede celular bacteriana 
Protoplastos 
A lisozima cliva as ligações β-1,4 do peptideoglicano. a) em soluções diluídas, a ruptura 
da parede é imediatamente seguida pela lise celular, devido a fragilidade estrutural da 
membrana citoplasmática. b) em solução isotônica, a água não penetra no protoplasto e 
ele permanece estável 
Paredes Celulares Atípicas 
• Mycoplasma – não possuem parede celular. Contem esteróis na 
membrana plasmática. São menores que as bactérias (0,3µm) e 
podem causar doenças em humanos. 
• Arqueobactérias – estrutura variada: Pseudopeptideoglicano e 
Polissacarídeos 
Coloração de Gram- coloração diferencial 
 Gram positivas 
 Gram negativas 
Coloração de Gram 
Etapa 
organismos 
Gram + 
 
organismos 
Gram - 
 
1. Incolor 
2. Cristal Violeta 
3. lugol 
5. Safranina 
4. Alcool 
Colorações especiais 
Membrana Citoplasmática 
 Pontes de hidrogênio 
 Ca2+, Mg2+ (-) fosfolipídeos 
Estabilidade da 
estrutura 
Estrutura da membrana citoplasmática 
A membrana é constituída de lipídeos e proteínas. 
Eucariotos apresentam esteróis (moléculas planas e rígidas). 
Archea apresentam lipídeos com ligações éter entre o glicerol e suas cadeias laterais 
hidrofóbicas (não possuem ácidos graxos). 
Estrutura da membrana citoplasmática da bactéria 
- Dupla camada de fosfolipídeos 
• região hidrofílica X região hidrofóbica 
- Proteínas: periféricas e integrais 
- Modelo: Mosaico fluido 
- Ausência de esteróis - menor rigidez 
- Presença de hopanoides em algumas espécies 
(≅ esteróis, resistência) 
(a) Estrutura geral de um esterol. 
(b) Estrutura do colesterol 
(c) Estrutura de um hopanóide: diplopteno 
• Permeabilidade seletiva 
• Sitio de ligação de varias proteínas 
• Transporte de nutrientes 
• Processos de geração de energia: fotossíntese e respiração 
• Alvo da ação de agentes antimicrobianos 
 
Membrana citoplasmática procariótica 
Permeabilidade da membrana plasmática 
Substancia Grau de 
permeabilidade 
Potencial de 
difusão para o 
interior da célula 
Água 100 Excelente 
Glicerol 0,1 Bom 
Triptofano 0,001 Moderado/fraco 
Glicose 0,001 Moderado/fraco 
Íon cloretp 0,000001 Muito fraco 
Íon potássio 0,0000001 Extremamente 
fraco 
Íon sódio 0,00000001 Extremamente 
fraco 
Fonte: Microbiologia de Brock, 2010. 
Processos de transporte passivo 
 Difusão simples 
 
 Difusão facilitada 
 
 Osmose 
Transportes Difusão e Osmose 
Osmose 
Proteínas transportadoras 
- Permite acúmulo de soluto contra gradiente de concentração 
- Permite maior velocidade no transporte de solutos 
- Permite a entrada dos solutos (ou seja não somente aqueles defendíveis pela 
membrana) 
Transporte ativo 
Utiliza energia do ATP ou força próton motora ou compostos de alta energia para 
o transporte de substancias contra um gradiente de concentração 
Estruturas dos transportadores transmembrânicos e 
os tipos de eventos de transporte 
As três classes de sistemas transportadores 
de membrana (proteínas transportadoras) 
Atividade do sistema Lac permease (um simportador) de 
E. coli e vários outros transportadores simples 
Translocação de grupo fosfotransferase de E. coli 
Proteínas citoplasmáticas 
Face interna da membrana 
Proteína integral da membrana 
Mecanismos transportados do tipo ABC 
Mais de 200 sistemas de transporte ABC foram identificados em procariotos 
Cromossomo e Plasmídeos 
Plasmídeos- vantagens 
para célula 
Cromossomo da Escherichia coli 
Formado por uma molécula de DNA de fita dupla circular fechada. 
Aproximadamente 4,6 milhões de pares de bases (4,2 x 103 kb) ~4.300 
genes 
Mycoplasma–750 kb 
 
Exceção: Streptomyces lividans, Rhodococcus faciens e espiroquetas do gênero 
Borrélia, apresentam cromossomos lineares e algumas espécies de bactérias do 
gênero Brucella que apresentam dois cromossomos. 
DNA de uma célula rompida Mapa genético 
Maioria moléculas de DNA circular, dupla fita; 
 
Replicam independentemente do DNA cromossômico;Contém de 5 a 100 genes não essenciais para sobrevivência da bactéria 
em condições normais de crescimento; Caso a célula perca a molécula ela 
não perde sua viabilidade; 
 
Relacionados a resistência aos antibióticos, tolerância aos metais tóxicos, 
produção de toxinas e síntese de enzimas para degradação de compostos 
complexos. 
 
São manipulados e usados na engenharia genética 
Plasmídeos 
• Dispersos no citosol 
• Ribossomos 70S: Constituídos de duas subunidades 50S e 30S 
• Síntese protéica 
• Alvo de vários antimicrobianos 
Ribossomos procarióticos 
Corpúsculos de Inclusão 
Grânulos de armazenamento utilizados como fonte de material de reserva ou energia. 
-glicogênio e amido- presença demonstrada pela reação com o iodo 
-poliidroxibutirato- material plástico biodegradável para industria. ex: Rhodospirillum 
-polifosfatos (volutina ou metacromáticos) -usados na síntese de ATP- ex: 
Corynebacterium diphtheriae –importância diagnóstica. 
-enxofre- ex: Thiobacillus 
-Magnetossomos- inclusões de oxido de ferro. Ex: Aquaspirillum 
 
PHB = polihidroxibutirato 
PP = polifosfato 
ou grânulo de 
Voutina 
Magnetossomo 
 Cromatóforos 
Dobras da membrana plasmática onde acumulam-se pigmentos e 
enzimas responsáveis pela fotossíntese 
Vesículas de Gás 
 Procariotos aquáticos: 
 
Cianobactérias, 
bactérias fototróficas 
verdes e púrpuras, 
Archaea. 
 
 Importância - flutuação 
Esporos bacterianos - Endosporos 
• Estrutura de resistência (calor, radiação, dessecação, etc.) 
• Altamente desidratado 
• Formado em algumas Gram positivas (Bacillus e Clostridium) 
• Apresenta acido dipicolínico, íons de cálcio 
Esporulação somente ocorre quando há interrupção do 
crescimento, devido a exaustão de um nutriente 
essencial ou condição física extrema. Em Bacillus o 
processo completo dura ~8 horas e mais de 200 genes 
estão envolvidos. 
Tipos de Endosporos 
 Terminais Centrais 
Germinação: Podem permanecer dormentes por muitos anos. Em condições 
adequadas (condições químicas e físicas) podem voltar a forma vegetativa 
rapidamente. 
Importância na industria de alimentos!