Citologia e Genética Bacteriana

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MICROBIOLOGIA – CITOLOGIA E GENÉTICA BACTERIANA
Bactérias são microrganismos unicelulares procariontes com morfologia de acordo com sua parede celular. Comparando com uma célula eucariótica, as bactérias possuem parede celular; não possuem membrana nuclear e organelas. O cromossomo é único e celular, os ribossomos são dispersos no citoplasma e a divisão celular é binária. As bactérias possuem altas taxas de metabolismo e crescimento microbiano e a capacidade de replicar e transmitir informação genética para as moléculas hereditárias.
Nós temos mais bactérias que células eucariontes, por causa da MICROBIOTA. A microbiota está presente na pele e mucosas, e pode se tornar patogênica, dependendo do sistema imune.
NUCLEÓTIDO – “bloco de construção” básico para o DNA bacteriano, constituído de fosfato + açúcar + base (A=T e G≡C). Possui estrutura de dupla hélice enovelada.
ESTRUTURAS ESSENCIAIS
PAREDE CELULAR – estrutura que confere rigidez, proteção osmótica e mecânica e fixação de bacteriófagos. Composta por peptídeoglicanos n-acetilmurâmico e n-acetilglucosamina. A parede das bactérias GRAM POSITIVAS é constituída de 15-50% de peptídeoglicanos; proteínas e ácidos teioico e lipoteioico, e são de cor roxa. Já a das GRAM NEGATIVAS possui 5% de peptideoglicanos, proteínas e lipopolissacarídeos (o LPS tem em sua composição o lipídeo A, uma endotoxina que dá cor róseo-avermelhada para essas bactérias). Algumas bactérias não possuem parede celular.
MEMBRANA CELULAR – bicamada fosfolipídica entremeada de proteínas transpeptidases. Tem a função de permeabilidade seletiva, produção de enzimas e reações para obtenção de energia. Comparada a membrana eucarótica, não possui esteróis.
MESOSSOMAS – invaginação da membrana celular, com a mesma composição dela. Tem função de respiração celular e orientação da divisão.
RIBOSSOMAS – Tem somente 2 unidades 70S, responsáveis pela síntese proteica.
CROMOSSOMO – é o genoma da célula, formato circular disperso no citoplasma e responsável pelo armazenamento da informação genética.
ESTRUTURAS ACESSÓRIAS
CÁPSULA – envoltório externo a parede celular, com composição polissacarídica. Ela dificulta a fagocitose e é um antígeno.
CAMADA LIMOSA – substâncias poliméricas ligadas a parede celular (glicocálix ou slime). Formam o BIOFILME, estrutura amorfa aderida a uma superfície. O biofilme contribui para a fácil colonização, comunicação entre células, reserva nutritiva e proteção.
FLAGELO – estrutura longa que confere motilidade, composto por flagelina e participa da quimiotaxia e fototaxia.
FIMBRIAS – filamentos menores que o flagelo e não móveis, compostos por pilina, com função de aderência específica e conjugação nas Gram -.
ESPORO – Secreta toxinas produzidas numa pressão física ou química da bactéria, sendo importante para sua sobrevivência. Fica inserido no citoplasma e é resistente a temperatura, fármacos e substâncias químicas.
GRÂNULOS DE RESERVA – reserva de nutrientes e energia.
PLASMÍDIOS – fita de DNA extracromossomal que replica genes e plasmídios com resistência a antimicrobianos e toxinas.
Toda bactéria precisa das estruturas essenciais para sobreviver (com exceção da parede celular), mas não precisa das estruturas acessórias.
Anel FtsZ direciona a divisão celular.
FORMAS
BACILOS – células cilíndricas
COCOS – células esféricas
ESPIRILOS/ESPIROQUETAS – células espirais com rearranjo isolado.
ARRANJOS
Modo como as bactérias se acoplam.
Diplobacilos – em 2
Estreptobacilos – fita com vários bacilos
Cocobacilos – são menores e ficam soltos
Diplococos – em 2
Tétrade – em 4
Sarcina – em 8, forma um cubo
Estreptococos – “colar”
Estafilococos – em cacho de uva
O DNA bacteriano pode ser CROMOSSOMAL ou EXTRACROMOSSOMAL. O primeiro é essencial e está no citoplasma, enquanto o último está fora do cromossomo com forma circular e é acessório – a bactéria que possui este DNA é mais virulenta e resistente do que as que não o tem.
O plasmídeo pode passar para outra célula e tem replicação independente, e são classificados de acordo com sua função: resistência, virulência, metabólico ou conjugativo (migrar de uma célula a outra). Os plasmídeos pequenos não são conjugativos e estão em múltiplas cópias e os plasmídeos grandes são conjugativos mas estão em uma ou duas cópias.
A explicação para ser conjugativo é que alguns têm região TRA e outros não. É uma região de 32 genes que promovem a conjugação.
TRANSPOSON – outro tipo de DNA extracromossomal; é um elemento móvel e deve estar inserido num material genético (cromossomo ou plasmídeo). Não se replica como o plasmídeo e precisa estar associado um deles – não são replicons mas estão inseridos em replicons.
TRANSPOSASE – presente no transposon; enzima que corta o DNA alvo e insere o transposon.
REPLICAÇÃO DO DNA
É semi-conservativa. Existe uma forquilha de replicação e a DNA polimerase III fabrica a nova fita a partir desta forquilha, no sentido 5’-3’ (a fita molde deve ser 3’-5’).
oriC – região onde inicia a forquilha de replicação.
A leitura da fita 3’-5’ é contínua; a leitura da fita 5’-3’ é em pedaços, feita pelos FRAGMENTOS DE OKASAKI. A RNA primase produz primers e lê de forma lenta e descontínua. Esta é retardada em comparação à fita líder (contínua).
Uma enzima retira os primers e a DNA ligase conecta os fragmentos de Okasaki. A DNA helicase desenrola a fita no início do processo para poder iniciar a replicação.
RECOMBINAÇÃO GENÉTICA
É a transferência de genes entre as bactérias. Causa a variabilidade genética e a mutação. A recombinação é um processo horizontal, enquanto a mutação é um processo vertical.
CONJUGAÇÃO – feita entre células F+ (doadoras), Fr e F- (receptoras), é necessário contato entre as mesmas para que haja transferência de plasmídeos e transposons conjugativos. Ocorre geralmente em Gram -.
TRANSFORMAÇÃO – Ocorre em Gram +, - e leveduras e não é necessário contato. É a captação do DNA solúvel no meio, por espécies compatíveis.
TRANSDUÇÃO – Transferência de DNA cromossômico ou plasmidial por bacteriófagos, ocorre em Gram + e -.