AULA 3 BACTERIOLOGIA

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BACTERIOLOGIA
Prof. Ezequiel de Deus
Macapá, 18 de Agosto de 2016
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Introdução
Bacteriologia - ramo da microbiologia que se dedica ao estudo das bactérias.
Bactérias?
São organismos unicelulares procarionte.
Bactérias
Pertencentes ao Reino Monera:
dois grandes grupos:
Arqueobactérias ou Archaea  cerca de 20 espécies atuais;
Gênero Halobacterium (tolerantes ao sal)
Eubactérias ou Bacteria:
bactérias
cianobactérias.
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Fímbrias
Cápsula
Parede celular
Plasmídeos
DNA associado
ao mesossomo
Nucleóide
Flagelo
Enzimas relacionadas
com a respiração,
ligadas à face
interna da membrana
plasmática
Mesossomo
Citoplasma
Ribossomos
Membrana plasmática
Estrutura
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Estruturas (quase) sempre presentes
Membrana plasmática:
natureza lipoprotéica;
permeabilidade seletiva. 
Parede celular:
composição básica: peptideoglicano:
algumas também possuem membrana externa lipídica;
ausente em micoplasmas e riquétsias
Nucleoide (cromossomo): 
DNA circular não associado a histonas:
Citoplasma:
matriz composta por cerca de 70% de água, além dos demais compostos celulares; 
apresenta um grande concentração de ribossomos e proteínas.
Ribossomos: 
síntese de proteínas.
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Estruturas sempre presentes
Mesossomo: 
invaginação da membrana plasmática:
participação na segregação dos cromossomos durante a divisão, 
papel respiratório  apresenta enzimas respiratórias associadas à sua face interna, 
papel na esporulação. 
Inclusões: 
polímeros de reserva insolúveis:
orgânicos: 
Glicogênio e amido.
inorgânicos: 
polifosfatos e enxofre. 
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Estruturas que podem ou não estar presentes
Flagelos: formados por subunidades da proteína flagelina;
locomoção
De acordo com o número e distribuição dos flagelos, as bactérias podem ser classificadas como: 
atríquias (sem flagelos),
monotríquias (um único flagelo) - A, 
lofotríquias (um tufo de flagelos em uma ou ambas as extremidades) - B,
anfitríquias (um flagelo em cada extremidade) - C, 
peritríquias (apresentando flagelos ao longo de todo o corpo bacteriano) - D.
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Fímbrias ou pêlos: formadas por subunidades repetitivas da proteína pilina; proteína adesina na extremidade:
adesão a superfícies  favorece a colonização;
receptores para bacteriófagos,
capacidade de conjugação (fímbrias sexuais ou pilus F).
Pilus F
Estruturas que podem ou não estar presentes
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Plasmídeos: DNA circular extra-cromossômico, de replicação autônoma: 
plasmídeos R  resistência a antibióticos;
plasmídeos F  capacidade de transferir material genético por conjugação (reprodução sexuada);
Estruturas que podem ou não estar presentes
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Cápsula: material viscoso externo à parede celular:
geralmente polissacarídeos, raramente polipeptídeos; natureza heteropolimérica em alguns:
adesão a superfícies; 
proteção contra dessecação;
proteção contra a fixação de bacteriófagos;
proteção contra a fagocitose pelas células de defesa do corpo:
aumento do poder de infecção.
Estruturas que podem ou não estar presentes
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Endósporos Bacterianos
Os endósporos são estruturas formadas por algumas espécies de bactérias Gram-positivas: Clostridium, Bacillus.
Resposta a uma situação desfavorável do meio ambiente.
Alguns membros do gênero Clostridium causam doenças como, o tétano.
Estruturas que podem ou não estar presentes
Parede celular
Espessa, rígida e permeável:
envolve e dá forma à célula;
permite troca de substâncias entre a célula e o meio.
proteção contra determinados agentes físicos e químicos externos:
resistência contra choques mecânicos; 
determinante de especificidade antigênica;
responsável pela divisão das bactérias em Gram + e Gram . 
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Protoplastos: bactérias que, mesmo perdendo a parede celular, mantêm suas funções; 
Esferoplastos: bactérias que, na perda, mantém um pouco da sua PC e, em momento oportuno, reconstituem-na. 
 Parede celular 
 Método de gram para coloração
Hans Christian Gram (1884)  desenvolveu método de coloração de bactérias que permitia sua separação em dois grupos distintos:
Gram positivas (Gram +)  coloração roxa;
Gram negativas (Gram )  coloração vermelha. 
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Parede Celular
Composição básica:
peptideoglicano  polímero exclusivamente encontrado no domínio Bacteria:
N-acetilglicosamina (NAG),
ácido N-acetilmurâmico (NAM), 
Tetrapeptídeo (L-alanina, ácido glutâmico, L-lisina e D-alanina )
Organização:
esqueleto de NAG e NAM ligações entre os tetrapeptídeos de cadeias adjacentes  enorme rigidez. 
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Parede celular - GRAM +
Parede celular - GRAM 
Apenas cerca de 10% da parede corresponde ao peptideoglicano:
uma ou duas camadas;
restante: membrana externa.
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Parede celular - GRAM 
Membrana Externa: 
acima do peptideoglicano, 
contém fosfolipídeos, lipoproteínas, proteínas e lipopolissacarídeos,
corresponde a uma segunda bicamada lipídica  semelhante à membrana plasmática
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Bactérias álcool-ácido resistente (BAAR)
Mycobacterium tuberculosis e Mycobacterium leprae.
possuem paredes celulares com alto teor de lipídeos (cerca de 60%), que quando tratadas pelo corante Fucsina fenicada (solúvel em lipídeos), coram-se de vermelho e persistem ao descoramento subsequente por uma solução de Álcool-ácido
Bactérias - Formas Básicas
Esféricas  cocos
Cilíndricas (forma de bastão)  bacilos
Espiraladas ou helicoidais:
bastão curvo, em forma de vírgula  vibrião;
espiral longa, espessa e rígida  espirilo;
espiral longa, fina e flexível  espiroqueta.
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Bactérias - formas coloniais
Colônias de cocos:
diplococos:
células se dividem em um único plano e permanecem acopladas, predominantemente aos pares. 
estreptococos:
células se dividem em um único plano e permanecem acopladas, formando uma fileira.
estafilococos:
células se dividem em três planos, em um padrão irregular, formando cachos de cocos. 
sarcinas:
células se dividem em três planos, em um padrão regular, formando um arranjo cúbico de cocos. 
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Bactérias - formas coloniais
Colônias de bacilos:
diplobacilos:
ocorrem aos pares; 
estreptobacilos:
arranjo em fileiras.
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Reprodução
Bipartição ou Cissiparidade: 
um indivíduo divide-se dando origem a outros dois geneticamente idênticos:
duplicação do cromossomo:
cada novo cromossomo fica associado a um mesossomo e entre eles verifica-se o crescimento da célula;
citocinese.
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Duplicação do DNA
Separação das células
Parede celular
Membrana
plasmática
Molécula de DNA
Bipartição ou Cissiparidade
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Esporulação: formação de endósporos:
formas de resistência dos gêneros Bacillus (aeróbia) e Clostridium (anaeróbia): 
permitem que a célula sobreviva em condições desfavoráveis;
resistentes ao calor e ao ressecamento. 
capazes de permanecer em estado latente por longos períodos e de germinar dando início a nova célula vegetativa.
Reprodução
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Conjugação:
passagem de material genético de uma bactéria doadora para uma receptora através de uma ponte citoplasmática formada por fímbrias sexuais (pilus F): 
reconhecimento e contato entre as células, 
transferência de DNA plasmidial. 
associada à presença de plasmídeos F:
célula portadora de plasmídeo F  F+, doadora, ou macho;
célula desprovida de plasmídeo F  F, receptora, ou fêmea. 
Genética Bacteriana
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Genética Bacteriana
Transdução:
mediada por vírus (bacteriófagos ou fagos)  pode ser generalizada (qualquer fragmento de DNA) ou especializada (determinados genes, passados por fagos temperados).
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Transformação:
incorporação de DNA na forma livre, geralmente decorrente da lise celular:
ocorre quando uma bactéria incorpora moléculas de DNA existentes em seu meio e esta passa a ter novas características.
Genética Bacteriana
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Fisiologia Bacteriana
Sobreviver e reproduzir
Bactérias – construção do protoplasma, divisão celular etransporte de substâncias pela membrana citoplasmática.
Condições ideais de nutrientes essenciais
Física, inorgânica e orgânica
Fisiologia Bacteriana
Natureza Física e Inorgânica
Temperatura
Psicrófilas: desenvolvem-se em faixas de temperatura de 0 a 30 ◦C (ótimo 15 ◦C). Ex: Bacillus globisporus
Mesófilas: crescem na faixa de temperatura de 5 até 45 ◦C (ótimo 37 ◦C). Ex: microbiota normal, patogênicas.
Termófilas: crescem de 25 a 75 ◦C (ótimo 75 ◦C)
pH
Microbiota normal humana e as patogênicas – pH 4-8 (ótimo 7). 
CO2
Fonte de carbono – essencial para a síntese de componentes celulares.
Natureza Física e Inorgânica
Oxigênio - pode ser indispensável, letal ou inócuo para as bactérias, o que permite classificá-las em:
Aeróbias estritas: exigem a presença de oxigênio, como as do gênero Acinetobacter. 
Microaerófilas: necessitam de baixos teores de oxigênio, como o Campylobacter jejuni.
Facultativas: apresentam mecanismos que as capacitam a utilizar o oxigênio quando disponível, mas desenvolver-se também em sua ausência. Escherichia coli e vária bactérias entéricas tem esta característica.
Anaeróbias estritas: não toleram o oxigênio. Ex.: Clostridium tetani, bactéria produtora de potente toxina que só se desenvolve em tecidos necrosados carentes de oxigênio.
Natureza Física e Inorgânica
Íons orgânicos
Ferro (Fe+), Potássio (K+), Magnésio (Mg+), enxofre (S+), etc.
Compostos orgânicos – Fontes de carbono
Autotróficas: utilizam o CO2 atmosférico como única fonte de carbono ( fotossintéticas ou quimiossintéticas).
Natureza orgânica
Heterotróficas: requerem, além do CO2, outra forma orgânica de carbono para obtenção de energia.
Fontes: carboidratos (glicose, frutose, sacarose) e aminoácidos.
Natureza orgânica
Metabolismo Bacteriano
Metabolismo - todas as reações químicas dentro de um organismo vivo. Como as reações químicas tanto liberam quanto requerem energia, o metabolismo pode ser visto como um ato de balanceamento de energia.
Catabolismo - Nas células vivas, as reações químicas reguladas por enzimas que liberam energia geralmente são aquelas envolvidas no, a quebra de compostos orgânicos complexos em compostos mais simples (reações catabólicas ou degradativas).
São reações hidrolíticas (reações que utilizam água e nas quais ligações químicas são quebradas) e são exergônicas (produzem mais energia do que consomem). 
Metabolismo Bacteriano
Anabolismo - As reações reguladas por enzimas que requerem energia estão envolvidas principalmente na construção de moléculas orgânicas complexas a partir de moléculas mais simples (reações anabólicas ou biossintéticas).
 
Os processos anabólicos muitas vezes envolvem reações de síntese por desidratação (reações que liberam água) e são endergônicos (consomem mais energia do que produzem). 
Metabolismo Bacteriano
Metabolismo Bacteriano
Glicólise - “quebra de açúcar”
A glicólise é um processo com baixa eficiência na obtenção de energia.
Trata-se de uma estratégia extremamente “bem sucedida” e importante para a manutenção da vida.
Respiração (ciclo de Krebs) e Fermentação
Metabolismo Bacteriano
Cocos Gram-positivos
Staphylococcus aureus 
Isolado de mucosa nasofaringeana, pele, trato gastrointestinal e genital de animais de sangue quente.
Doenças de pele incluindo acne, furúnculos, meningite, a síndrome do choque tóxico, sépsis.
Streptococcus pneumoniae
Habitam o trato respiratório de seres humanos
Pneumonia, sinusite, bronquite, meningite, ...
Cocos Gram-positivos
Neisseria gonorrhoeae
Gonorreia
conjuntivite gonocócica - geno-oftálmico
Gonorreia ano-rectal
Faringite
Cocos Gram-negativos
Neisseria meningitidis
Inicia o seu processo infeccioso através da colonização da nasofaringe
Meningite cérebro-espinhal
Cocos Gram-negativos
Bacillus anthracis
Carbúnculo
Bacilos Gram-positivos
Escherichia coli
Bacilos Gram-negativos