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Citologia Microbiana Renata Melgaço Gonçalves O que são Células?? A célula é uma estrutura típica microscópica comum a todos os seres vivos. Com os avanços da microscopia eletrônica na década de 1940, foi possível a visualização de muitas estruturas da célula que seria impossível no microscópio ótico. Estrutura das células Todas as células vivas podem ser classificadas em dois grupos: procarióticas e eucarióticas, com base em certas características funcionais e estruturais. Em geral, os procariotos são estruturalmente mais simples e menores que os eucariotos. #Bactérias MORFOLOGIA BACTERIANA As células bacterianas são caracterizadas morfologicamente pelo seu tamanho, forma e arranjo. *Tamanho - As bactérias são invisíveis a olho nu. - Variam de 0,3 por 0,8 μm até 10 por 25 μm. As espécies de maior interesse médico medem entre 0,5 a 1,0 μm por 2 a 5 μm. *μm - micrômetro Forma e arranjo das células bacteriana COCOS • Diplococos (aos pares) • Estreptococos (em cadeia) • Estafilococos (em cacho) • Tétrade (grupo de 4) • Sarcina (grupo de 8) BACILOS • Diplobacilos (aos pares) • Estreptobacilos (em cadeia) • Paliçada (alinhados lado a lado) • Cocobacilos (semelhante ao cocos) ESPIRALADAS • Vibriões • Espirilo (forma de saca-rolhas) • Espiroquetas (corpo flexível) COCOS *Micrococcus * Neisseria * Streptococcus * Staphylococcus * Enterococcus * Lactococcus * Streptococcus pneumoniae- Faz parte da flora normal da orofaringe. Quando migram para corrente sanguínea e pulmão, causam infecção. * Staphylococcus aureus- Faz parte da flora normal dos seres humanos. Encontrado principalmente nas narinas, garganta, pele da axila e virilha. Quando atinge áreas estéreis, leva a infecção. * Enterococcus faecalis- Faz parte da flora intestinal normal dos seres humanos. Pacientes que apresentam imunidade baixa, podem desenvolver infecção nas vias urinárias, principalmente. BACILOS *Enterobacteriaceae *Bacillus *Clostridium *Corynebacterium *Lactobacillus * Clostridium perfringens- Causa intoxicação alimentar através da contaminação de carne com esporos bacterianos, que quando ingerido, atinge o intestino delgado e grosso, onde liberam sua enterotoxina. * Clostridium botulinum- Causa intoxicação alimentar, mas provoca diarréia. A toxina botulínica é uma neurotoxina, que atua bloqueando a transmissão de impulsos nervosos aos músculos. Os músculos não se contraem mais e a pessoa sofre paralisia. ESPIRAIS * Spirillum * Treponema * Leptospira * Campylobacter * Vibrio * Leptospira interrogans- A bactéria é excretada na urina do hospedeiro (animais) e pode sobreviver em águas por longos períodos. O ser humano é infectado quando a bactéria penetra no organismo por arranhões ou lesões na pele. Pode causar febre, calafrios, podendo levar a falência do fígado (icterícia). * Vibrio cholerae- A bactéria é ingerida por meio de alimentos e água e adere a mucosa do intestino delgado, liberando toxinas. Pode causar vômitos e diarreia. O paciente pode desidratar, evoluir para choque e morrer. CITOLOGIA BACTERIANA O tamanho, a forma e o arranjo das bactérias constituem sua morfologia grosseira, sua aparência externa. A observação interna das estruturas celulares dá-nos uma idéia de como a bactéria funciona no ambiente. CITOLOGIA BACTERIANA Estrutura da Célula Bacteriana e suas Funções 1. Estruturas externas à parede celular: - cápsula - flagelo - pili fímbria 2. Parede celular 3. Estruturas internas à parede celular - membrana citoplasmática - região nuclear - estruturas citoplasmáticas Flagelos são organelas especiais de locomoção; constituídas por uma estrutura protéica denominada flagelina; formada por longos filamentos delgados e ondulados que partem do corpo da bactéria e se estendem externamente à parede celular. Flagelos Um flagelo tem três partes: o corpo basal (estrutura composta por vários anéis que ancora o flagelo à membrana citoplasmática), gancho e filamento helicoidal. Flagelos As bactérias recebem denominações de acordo com a distribuição dos flagelos: Flagelos O flagelo propulsiona a bactéria através do líquido. O método exato do movimento é desconhecido. FIMBRIAS E PILI São apêndices semelhantes aos flagelos, porém mais curtos, mais retos e mais finos. São mais usados para fixação e transferência de DNA do que na motilidade. Essas estruturas, consistem em uma proteína denominada pilina, são divididas em dois tipos: fimbrias pili. Possuindo funções muito diferentes. fímbrias podem ocorrer nos polos da célula bacteriana, ou podem estar homogeneamente distribuídas em toda a superfície da célula. Podem variar em número, de algumas unidades a muitas centenas por célula. Têm uma tendência a se aderir umas as outras e as superfícies. As fimbrias de bactérias Neisseria gonorhoeae (o agente causador da gonorreia) auxiliam o micróbio a colonizar as membranas mucosas e uma vez que a colonização ocorre, as bactérias podem causar doenças. normalmente são mais longos que as fimbrias, e há apenas um ou dois por célula. Estão envolvidos na mobilidade celular e na transferência de DNA. Pili F => relacionado com a transferência de material genético durante a conjugação bacteriana (pili sexual) pili (singular: pilus) Cápsula Muitas bactérias apresentam, externamente à parede celular, uma camada viscosa denominada cápsula que constitui uma forma de proteção da bactéria contra as condições externas desfavoráveis. Cápsula pode ser evidenciada com a ajuda de métodos especiais de coloração. Geralmente as cápsulas são de natureza polissacarídea (carboidratos), embora também possam ser constituídas por polipeptídeos (aminoácidos). A cápsula está relacionada com a virulência da bactéria pois confere resistência à fagocitose, de modo que, em uma mesma espécie, as amostras capsuladas são mais virulentas que as não capsuladas. Parede Celular - Estrutura complexa, semirrígida, responsável pela forma das bactérias (cocos, bacilos...). - Circunda a membrana plasmática. - Protege a bactéria das condições adversas do ambiente externo. - Mantém a pressão osmótica intrabacteriana. PENICILINA: • Interfere nos peptideoglicanos. • Enfraquece a parede celular. • Ruptura da MP. • Perda de citoplasma. Devido as propriedades da parede celular, as bactérias podem ser divididas em dois grandes grupos: Composição química diferente entre as espécies bacterianas: • Bactérias Gram-positivas • Bactérias Gram-negativas Parede Celular Gram Positivas: Possuem uma quantidade maior de peptideoglicano em sua parede celular, o que torna a parede dessas bactérias mais espessa e rígida do que a das bactérias Gram negativas. Além desta macromolécula, encontramos os ácidos teicóicos, responsáveis por formar até 50% da massa seca da parede celular. Gram Negativas: - A parede celular dessas bactérias é menos espessa e elas são mais complexas do que as Gram positivas por apresentarem uma membrana externa cobrindo a fina camada de peptídeoglicano. - Espaço periplasmático ou periplasma – separa a MP e ME. Gram Negativas: A membrana externa é o que distingue as bactérias Gram negativas, e serve como fator importante na evasão destas bactérias à ação de células fagocitárias durante a invasão a um hospedeiro. Gram Negativas: A estrutura da membrana externa é composta por fosfolipídios, lipoproteínas e lipopolissacarídeos (LPSs). Os lipopolissacarídeos estão localizados exclusivamente na camada externa da membrana, enquanto que os fosfolipídeos estão presentes quase completamente na camada interna. Gram Negativas: Os LPSs são compostos por três segmentos ligados covalentemente: lipídeo A, firmemente embebido na membrana; (2) cerne do polisssacarídeo, localizado na superfície da membrana; (3) antígenos O, que são polissacarídeos que se estendem como pêlos a partir da superfície da membrana em direção ao meio circundante. Gram Negativas: Gram Negativas: A porção lipídica do LPSs é também conhecida como endotoxina e pode atuar como um veneno, causando febre, diarréia, destruição das células vermelhas do sangue e um choque potencialmente fatal. PAREDE CELULAR– Mecanismos de coloração de gram COLORAÇÃO DE GRAM *1884: Hans Christian Gram: - Usa sequências de coloração - Dois grupos bactérias: Gram Positivas e Gram Negativas 1. Um esfregaço fixado pelo calor é recoberto com um corante púrpura (cristal violeta). Uma vez que a coloração púrpura impregna em todas as células, ela é denominada coloração primária. 2. O corante púrpura é lavado e o esfregaço é recoberto com iodo (lugol). Quando o iodo é lavado, ambas as bactérias gram-positivas e gram-negativas aparecem em cor violeta ou púrpura. 3. A seguir, a lâmina é lavada com álcool. Essa solução é um agente descolorante, que remove o púrpura das células de algumas espécies, mas não de outras. • Desidratação dos PTG nas Gram+ • Dissolve a membrana externa nas Gram - PAREDE CELULAR– Mecanismos de coloração 4. O álcool é lavado, e a lâmina é então corada com safranina (fucsina), um corante vermelho. O esfregaço é lavado novamente, seco com papel e examinado microscopicamente. • Gram-positivas: arroxeadas • Gram-negativas: avermelhadas. PAREDE CELULAR– Mecanismos de coloração VI LULU ALI A FUMA. PARA DESCONTRAIR!! Cristal de violeta Fucsina Água Lugol Álcool PAREDE CELULAR– Mecanismos de coloração BACTÉRIAS GRAM-POSITIVA Staphylococcus aureus BACTÉRIAS GRAM-POSITIVA Staphylococcus aureus Faz parte da flora normal dos seres humanos; É encontrado nas narinas, garganta, pele da axila, da virilha e do umbigo, onde vive inifensivamente. A INFECÇÃO OCORRE QUANDO ELE ATINGE ÁREAS NORMALMENTE ESTÉREIS. BACTÉRIAS GRAM-NEGATIVA Escherichia coli BACTÉRIAS GRAM-NEGATIVA Escherichia coli São encontradas como habitantes normais do intestino de gado, carneiro, cabra, gatos e cães. A doença ocorre quando seres humanos ingerem bebidas ou alimentos contaminados. E. coli fermenta lactose no intestino humano Responsável pela flatulência MEMBRANA PLASMÁTICA OU CITOPLASMÁTICA OU LIPOPROTÉICA Composta por: 60% de proteína e 40% de uma camada fosfolipídica (lipídios que contêm ácido fosfórico) Os ácidos graxos dos lipídios são responsáveis pela condição hidrofóbica (meio interna) e hidrofílica (meio externo) MEMBRANA PLASMÁTICA OU CITOPLASMÁTICA MEMBRANA PLASMÁTICA OU CITOPLASMÁTICA: FUNÇÃO * Permeabilidade seletiva (funciona como uma barreira osmótica)- Mantendo a concentração de metabólitos dentro da célula: Transporte ativo: a substância se liga a um ou mais carregadores da membrana que a transportam para o interior da célula. A fonte de energia utilizada é o ATP. Translocação: a substância é alterada quimicamente durante a passagem pela membrana. MEMBRANA PLASMÁTICA OU CITOPLASMÁTICA: FUNÇÃO * Compartimentalização (Separação do meio interno (citoplasma) do meio externo; * Secreção de macromoléculas, como toxinas; * Duplicação de DNA por proteínas localizadas na membrana plasmática; * Respiração celular; * Metabolismo. MEMBRANA PLASMÁTICA OU CITOPLASMÁTICA Mesossomos Os mesossomos são invaginações da membrana citoplasmática. Eles podem colocar-se próximos à membrana citoplasmática ou afundar-se no citoplasma. Septal: parecem estar ligados ao material nuclear da célula estando envolvidos na replicação de DNA e na divisão celular. Lateral: Confere a célula maior atividade respiratória ou fotossintética. Estruturas Celulares Internas Área Citoplasmática: Citoplasma: em qualquer célula, o citoplasma tem em torno de 80% de água, ácido nucléicos, proteínas, carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos, compostos de baixo peso molecular e partículas com várias funções. Esse fluido denso é o sítio de muitas reações químicas. Ribossomos: Responsável pela síntese proteica, composta de RNA (60%) e proteína (40%). Grânulos de reserva (Inclusões): Apresenta função quase sempre de substância de reserva. Estruturas Celulares Internas Área nuclear: Nucleóide (falso núcleo): as bactérias apresentam um cromossomo circular constituído por uma única molécula de DNA não delimitado por membrana nuclear. O cromossomo bacteriano contém todas as informações necessárias à sobrevivência da célula e é capaz de auto-duplicação. Estruturas Celulares Internas Área nuclear: Plasmídeo: algumas bactérias possuem moléculas menores de DNA, também circulares, cujos genes não codificam características essenciais, porém muitas vezes conferem vantagens seletivas à bactéria que as possuem. Essas moléculas são capazes de auto-duplicação independente da replicação do cromossomo, e podem existir em número variável no citoplasma bacteriano. #Fungos Em contraste com as células bacterianas, as fungo células fúngicas apresentam: * Complexo citosol que contém: Microvesículas, microtúbulos, ribossomas, mitocôndrias, aparelho de Golgi, núcleos, retículo endoplasmático de membrana dupla e outras estruturas. Ribossomos: Composta de RNA ribossômico e proteína tem como função síntese protéica. *Retículo endoplasmático: Membrana em forma de rede que encontra-se distribuída por toda célula fúngica. Tem por função geral transporte de substância no meio da célula. *Retículo endoplasmático: A membrana do RE rugoso é contínua com a membrana nuclear e normalmente se dobra em uma série de sacos achatados. A superfície exterior do RE rugoso é salpicada de ribossomos, o local da síntese proteica. Dessa forma, o RE rugoso é uma fabrica para a síntese de proteínas. R.E.R Presença de Ribossomo Síntese proteica Produção de proteína *Retículo endoplasmático: O RE liso se estende a partir do RE rugoso. Diferente do RE rugoso, o RE liso não possui ribossomos na superfície externa de sua membrana. Embora não sintetize proteínas, o RE liso: Realiza a produção de substância lipídicas (Substâncias gordurosas). Sintetiza esteróides, como o estrogênio e a testosterona (Derivados do colesterol Considerado lipídeos). Nas células hepáticas, as enzimas do RE liso ajudam a liberar a glicose na corrente sanguínea e a inativar ou detoxificar drogas e outras substancias potencialmente nocivas (p. ex., o álcool, ATB). *Aparelho de Golgi: Responsável pela produção de polissacarídeos (Carboidratos) e produção de lisossomos (Responsável pela digestão celular). *Lisossomos: Membrana plasmática com presença de enzimas digestivas Digestão intracelular DIGESTÃO CELULAR AUTOFÁGICA: Organela digere algo que veio de dentro da célula. Ex: Renovação de estruturas - Organela dentro da célula perde a função (mitocôndria morta), é transportada do C.G até o lisossomo, onde ocorre a digestão celular. HETEROFÁGICA: Organela digere algo que veio de fora da célula. - Células do sangue fagocita algo que precisa ser digerido. Essa digestão é feita pelo lisossomo. Mitocôndrias: Sítio da fosforilação oxidativa (via metabólica que utiliza energia libertada pela oxidação de nutrientes de forma a produzir trifosfato de adenosiva (ATP). O processo refere-se à transformação do ADP em ATP. *Núcleo: Contém o genoma fúngico, composto por uma fita dupla de DNA (ácido desoxirribonucleico). A membrana nuclear é de natureza lipídica. *Nucléolo: Encontra-se dentro do núcleo e contém DNA, RNA (ácido ribonucleico) e proteínas. *Parede celular: rígida de múltiplas camadas contendo quitina, glucano e outros polissacarídeos; Os fungos podem ser classificados: em: Leveduras (Fermentação): Unicelulares, reprodução assexuada (brotamento ou fissão) Colônias filamentosas: Multicelulares em forma de tubo (Hifas). O conjunto de hifas é chamado de micélio. Fungos Unicelulares: Leveduras Multicelulares: Cogumelos As Hifas podem ser: Septadas Contínuas: Não-septadas ou Cenocíticas O micélio pode ser: Vegetativo: Sustentação e absorção; Aéreo: Se projeta na superfície e da sustentação. Quanto ele está pronto para se propagar, é chamado de reprodutivo. Estrutura das células Identifique as três formas básicas das bactérias, identificando seus diferentes arranjos celulares. 2. Descreva a estrutura, composição química e as funções da membrana plasmática das células procariontes. 3. Quais são as principais diferenças estruturais entre as paredes celulares de bactérias gram-positivas e gram-negativas? 4. Listar as etapas na preparação da coloração de Gram, descrevendo a aparência das células gram-positivas e gram-negativas após cada etapa.
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