ESTRUTURA, MORFOLOGIA E REPRODUÇÃO DAS BACTÉRIAS

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ESTRUTURA, MORFOLOGIA 
E REPRODUÇÃO DAS 
BACTÉRIAS 
UNIDADE ACADÊMICA DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
CURSO DE GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA
DISCIPLINA: BIOQUÍMICA GERAL
PROFESSORAS: Adriana Silva Lima e Márcia Aparecida Cezar
 CONCEITOS GERAIS
Bactérias: do grego bakteria que significa bastão
 Procariontes: 
Região nuclear sem membrana nuclear 
sem organelas membranosas
 Ribossomos
IMPORTÂNCIA BACTÉRIAS
Na produção de queijos, iogurtes e requeijão
EX: Lactobacillus e Streptococcus
Na fabricação de vinagre, bactérias transformam o 
etanol do vinho em ácido acético
EX: Acetobacter
Na produção de Ácido glutâmico, componente, 
substância utilizada em temperos
EX: Corynebacterium
Doenças :
Tétano: Clostridium tetani
Leptospirose: Leptospira
 Salmonelose: Salmonella spp
 Antraz: Baccillus anthracis
 Pneumonia: Streptococcus
pneumoniae
Produção de antibióticos e vitaminas
EX: Streptomyces produz o antibiótico 
neomicina
Bacillus anthracis
Clostridium tetani
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Doenças de plantas:
Ex: Murcha do tomateiro: Ralstonia 
solanacearum
Alface: Pseudomonas cichorii
Citrus: Cancro cítrico
Xanthomonas axonopodis
TAMANHO
 FORMA
ARRANJO
CARACTERÍSTICAS:
TAMANHO
São microscópicas 
A maioria das bactérias varia de 0,2 a 2,0 
µm de diâmetro e 2 a 8 µm de 
comprimento
Um micron equivale a milésima parte 
do mm
Tabela: Exemplos de largura e comprimento de espécies 
bacterianas 
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FORMA (Morfologia)
Possuem algumas formas básicas
Cocos (esféricos)
Bacilos (bastonetes)
Espiral
Espiroqueta (espiral mais acentuada)
Vibrião (forma de vírgula)
ARRANJO
 Diplococos (em Pares 1 plano de divisão)
– Ex: Neisseria gonorrhoeae
 Estreptococos (1 plano de divisão)
– Ex: Streptococcus pyogenes
 Tetrades (2 planos de divisão)
Ex.: Haffykia tetragena
Sarcinas (3 planos de divisão)
Ex.: Sarcina
Estafilococos (3 planos de divisão)
Ex. Staphylococcus aureus
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Figura: microfotografia de cocos
Figura: microfotografia de cocos e bacilos
Bacillus anthracis Espiroqueta: Treponema pallidum (sífilis)
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Microscopia óptica, corada 
pelo método de Gram, de 
cocos em um arranjo 
denominado estafilococos
Microscopia eletrônica 
de varredura das 
células apresentadas 
acima. 
Microscopia óptica, corada 
pelo método de Gram, de 
cocos formando cadeias, 
um arranjo denominado 
estreptococos
Microscopia eletrônica 
de varredura das 
células apresentadas 
acima.
Microscopia óptica, 
corada pelo método de 
Gram, de bacilos 
arranjados dois a dois 
(diplobacilos).
Microscopia eletrônica 
de transmissão, de um 
bacilo em processo de 
divisão celular. 
Microscopia óptica, utilizando um 
procedimento de impreganção 
com sais de prata, revelando a 
bactéria causadora da sífilis, 
Treponema pallidum.
Microscopia óptica de 
fluorescência, de um 
organismo espiralado. 
Bacilos a 
1200X
Micrografias eletrônicas colorizadas de diferentes 
bactérias. No sentido horário: Enterococcus (cocos 
ovalados), Francisella (bacilos pequenos, com a 
região central abaulada), Fusobacterium (longos 
bacilos, geralmente com extremidades mais afiladas) 
e Neisseria gonorrhoeae (diplococos em forma de 
rins).
ESTRUTURA DE UMA CÉLULA BACTERIANA
FUNDAMENTAIS ACESSÓRIAS
Parede celular Flagelo
Membrana citoplasmática Pili ou fímbrias
Mesossoma Cápsula ou Glicocálice
Ribossomo Plasmídeo
Genoma Endosporo
Tabela: Estruturas fundamentais e acessórias de uma célula bacteriana
Funções
Manutenção da forma bacteriana
confere resistência contra a 
pressão osmótica
 Parede celular
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 Parede celular (cont.)
 É uma estrutura rígida, protege a membrana 
citoplasmática
 Constituída:
ÁCIDO DIAMINOPIMÉRICO (DPA)
ÁCIDO TEICÓICO
CARBOIDRATOS
LIPÍDEOS
 Composição química:usada para diferenciar os principais 
tipos de bactérias
Composição química
PEPTIDEOGLICANA (MUREÍNA)
Dissacarídeo repetitivo unido por polipeptídeos 
para formar uma rede que circunda e protege toda 
a célula
Formada de: monossacarídeos
NAG: N-acetilglicoamina
NAM: ácido-acetilmurâmico
Parede celular
Classificação em 2 grandes Grupos:
1884 - Método de Coloração de Gram 
(Bacteriologista dinamarquês Hans Christian Gram)
Gram positivas: roxo
Gram negativas: vermelho
 Peptidoglicano (espesso, muitas camadas)
 Ácidos teicóicos: 
Está ligado à camada de peptideoglicana
 Ácidos lipoteicóicos:
Atravessa a camada de peptideoglicana e está 
ligado à membrana plasmática
 Proteínas
Parede celular das bactérias 
Gram positivas
PAREDE CELULAR DA BACTÉRIA 
GRAM POSITIVA Parede celular: método de Gram
Bactéria gram-positiva
Esquema de bactéria com
parte da célula removida.
Membrana plasmática
Parede celular
formada por camada
espessa de
peptidoglicano
Esquema de parte da parede celular e da membrana
plasmática de bactéria gram-positiva.
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Parede celular das bactérias Gram 
negativas
 Peptidoglicano (1 ou poucas camadas)
Não contém ácidos teicóicos
Membrana externa
Fosfolipídeos
Proteínas
Lipopolissacarídeos
Lipoproteínas
Porinas
FUNÇÃO: barreira par certos antibióticos, enzimas
PAREDE CELULAR DA BACTÉRIA 
GRAM NEGATIVA
Parede celular: método de Gram
Esquema de bactéria com
parte da célula removida.
Esquema de parte da parede celular e da
membrana plasmática de bactéria gram-negativa.
Membrana plasmática
Camada de peptidoglicano
Bactéria gram-negativa
Lipopolissacarídeo
Fosfolipídios
Proteína
Lipoproteínas
Camada lipoprotéica
externa, espessa,
semelhante à membrana
plasmática, com
lipopolissacarídeos
P
a
re
d
e
 c
e
lu
la
r
Bacillus subtilis Escherichia coli
Teste de Gram Estruturas externas à Parede celular:
Cápsula ou Glicocálice
Flagelos
Filamentos Axiais
Fímbrias 
Pili
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Cápsula ou Glicocálice
Revestimento de açúcar
Composição:
Polissacarído, Polipeptídeo
Função: 
Pode ser usada como alimento de reserva
permite a fixação da bactéria a várias superfícies
Impede a fagocitose pelas células do Hospedeiro 
em bactérias patogênicas
Flagelos
Responsáveis pela motilidade em meio líquido
Constituição: Proteína fibrosa (Flagelina)
Métodos pelo qual os flagelos movimentam a célula 
bacteriana:
Cadeias protéicas se contraem e relaxam 
alternativamente produzindo movimento 
ondulatório
Mecanismo rotatório, a partir de uma 
extremidade fixa, de uma hélice relativamente 
rígida
As células bacterianas possuem 4 arranjos 
de flagelos: 
 Monotríquio
 Lofotríquio
 Anfitríquio
 Peritríquio
As células bacterianas possuem 4 arranjos 
de flagelos: 
 Monotríquio
As células bacterianas possuem 4 arranjos 
de flagelos: 
 Lofotríquio
As células bacterianas possuem 4 arranjos 
de flagelos: 
 Anfitríquio
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As células bacterianas possuem 4 arranjos 
de flagelos: 
 Peritríquio Bactéria monotríquia Bactéria anfitríquia
Bactéria lofotríquia Bactéria peritríquia
FILAMENTO
GANCHO
CORPO BASAL
Ancora o flagelo 
à parede celular 
e à membrana 
plasmática
 FLAGELO apresenta três partes:
A rotação de um flagelo:
 Sentido horário
 Sentido anti-horário
 A medida que os flagelos rotam formam um feixe
que empurra o líquido circundante e propele a
bactéria.
A célula bacteriana pode alterar a velocidade e a
direção de rotação dos flagelos
Corrida ou nadoDesvios
Taxia
Bactérias móveis:
Contém receptores em vários locais
(dentro ou logo abaixo da parede celular)
Em resposta ao estímulo, a informação é 
passada ao flagelo
 atraente
 repelente
Quando a bactéria se move em uma direção: nado ou 
corrida
Desvio: quando as corridas são interrompidas 
causados por inversão da rotação flagelar
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Fímbrias
Presentes em muitas bactérias G-
Apêndices filamentosos semelhantes a pêlos
Podem ser encontrados em sp móveis e imóveis
Constituição: proteína Pilina 
Função: fixação, aderência a célula bacteriana a outras 
superfícies
Pili
 Outro tipo de apêndice, mais longo que as fímbrias, 
pilus F ou fímbria sexual
Encontrado em menor número na célula
Função:
Une-se à célula bacteriana para a transferência
de DNA de uma célula para a outra no processo de
conjugação
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Estruturas internas à Parede celular:
Membrana plasmática
Citoplasma
Área Nuclear
Ribossomos
Inclusões Citoplasmáticas
Grânulos Metacromáticos
Grânulos Polissacarídicos
Inclusões Lipídicas
Grânulos de Enxofre
Carboxissomos
Vacúolos de gás
Magnetossomos
Endosporos
Célula bacteriana
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
Membrana Plasmática
-Fina membrana situada no interior da Parede celular, revestindo o 
Citoplasma
-Constituição:
-Fosfolipídeos e proteínas
Função:
Semipermeável 
Seletiva 
 Controla a passagem de nutrientes e 
produtos de excreção
 Retém o que é necessário e descarta o 
que é indesejável à manutenção da vida 
Citoplasma
 Substância da célula localizada no interior ma 
membrana plasmática
 Composição: 
 Cerca de 80% água
 Proteínas
 Enzimas
 Carboidratos
 Íons inorgânicos
 Compostos de peso molecular muito baixo
Aparência:
Espessa, aquosa, elástico e semitransparente
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Área Nuclear - Nucleóide
Encontra-se o Cromossomo bacteriano:
 Contém uma única molécula longa, contínua, de 
forma circular de DNA de fita dupla
Carrega todas as informações genéticas necessárias 
para as estruturas e funções celulares
Plasmídeos: pequenas moléculas de Dna circular, 
extracromossômico, que não estão conectados ao 
cromossomo principal
Ribossomos
Locais de Síntese Protéica:
As células com Alta síntese protéica possuem grande n. de 
ribossomos
Constituição: 2 unidades
 Proteína
 RNA ribossômico rRNA
Importância Ribossomo 16 S: Estudos de filogenia e 
classificação dos microrganismos
Inclusões Citoplasmáticas
Vários tipos de depósitos de reserva:
Macromoléculas;
Grânulos Metacromáticos;
Grânulos Polissacarídeos;
Inclusões Lipídicas;
Inclusões Citoplasmáticas (cont.)
Vários tipos de depósitos de reserva:
Macromoléculas concentradas nas inclusões
evitam o aumento da pressão osmótica que ocorreria
se estivessem dispersas no citoplasma
Inclusões Citoplasmáticas (cont.)
Grânulos Metacromáticos: apresentam metafosfatos
e polifosfatos que podem ser usados na síntese de
ATP
Grânulos Polissacarídeos: compostos por amido e
glicogênio
Inclusões Lipídicas: Armazenamento de lipídeos
 Grânulos de Enxofre: Obtêm energia para 
metabolismo através de compostos de Enxofre
 Carboxissomos: Contêm enzima ribulose, utilizada 
na fixação de CO2
 Inclusões Citoplasmáticas (cont.)
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 Grânulos de Enxofre: Obtêm energia para 
metabolismo através de compostos de Enxofre
 Carboxissomos: Contêm enzima ribulose, 
utilizada na fixação de CO2
Inclusões Citoplasmáticas
Vacúolos de Gás: Cavidades ocas, cilindros 
recobertos por proteínas
Faz com que a célula permaneça na
profundidade adequada
Magnetossomos: Inclusões de Óxido de Ferro
Mover a bactéria para baixo até atingir um 
local de fixação aceitável.
Inclusões Citoplasmáticas
Inclusões Citoplasmáticas (cont.)
 Endosporos: Estrutura de resistência presente em 
bactérias esporogênicas
 Generos: Bacillus e Clostridium
Células desidratadas
Altamente duráveis com paredes espessas
Extremamente resistentes ao calor
Por que ocorre a esporulação???
Quando algum nutriente “chave” se esgota, ocorre a 
produção do esporo
Reprodução Bacteriana
Reprodução assexuada
 Não há troca de material genético
 Divisão binária ou cissiparidade
 Esporos bacterianos
Reprodução sexuada
 Há troca de material genético.
 Conjugação / cópia de plasmídeo
 Transformação / moléculas material genético 
do meio
 Transdução / trocas de genes – vírus
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Divisão binária, bipartição ou 
cissiparidade
Este tipo de reprodução é o processo em 
que uma célula se divide em duas, por 
mitose, e origina duas células 
geneticamente idênticas. 
É o tipo mais comum e freqüente de 
reprodução de bactérias.
Reprodução Assexuada Reprodução Bacteriana
 O crescimento bacteriano é considerado o aumento do 
número de indivíduos e não o aumento de tamanho de 
uma determinada célula
Normalmente as bactérias se reproduzem 
por FISSÃO BINÁRIA
Fissão Binária
Duplicação do DNA
Separação das células
Parede celular
Membrana
plasmática
Molécula de DNA
Alongamento 
da célula 
Início da divisão da 
parede e da 
membrana celular
Formação das paredes em 
torno da região contendo o 
DNA
Separação das 
células
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REPRODUÇÃO SEXUADA
Conjugação: bactéria doadora envia parte do seu
DNA para uma receptora. Essa se divide e origina
bactérias diferentes.
Conjugação
Plasmídeo DNA bacteriano
Ponte
citoplasmática
Célula “fêmea”
Célula “macho”
Separação
das células
Célula “macho”
Célula “macho”
Transformação 
Célula bacteriana
Lise celular Quebra
do DNA
Fragmentos de
DNA doador
Célula bacteriana
Fragmentos de 
DNA ligam-se à 
superfície da célula 
receptora.
O fragmento de DNA é 
incorporado à célula receptora.
O fragmento de DNA é integrado
ao cromossomo da célula receptora.
Célula transformada
Molécula de DNA circular
Transdução
Fago
O DNA de
um fago penetra
na célula de
uma bactéria.
O DNA do fago 
integra-se ao DNA
da bactéria como
um profago.
Quando o profago inicia o ciclo
lítico, o DNA da bactéria é
degradado e novos fagos podem
conter algum trecho do DNA
da bactéria.
A célula
bacteriana se
rompe e libera 
muitos fagos, 
que
podem infectar 
outras células.
O fago infecta
nova bactéria.
Genes de outra bactéria
são introduzidos e 
integrados ao DNA
da bactéria hospedeira.
DNA do fago
com genes da
bactéria
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Um processo de divisão celular origina duas 
(2) células que gerarão quatro (4) células, 
assim sucessivamente 
Tempo de geração: é o tempo necessário 
para uma célula se dividir e sua população 
dobrar de tamanho
IMPORTANTE
*** não é igual para todas as 
bactérias e varia de acordo com 
as condições ambientais T °C
-E. coli tempo de geração: 15-20 min
-A maioria: 1-3 h
-Outras: + de 24 h
Crescimento é exponencial: Utiliza
Representação Logarítmica
Como o número de células DUPLICA-SE a
cada geração, a população total aumenta com
a potência de 2
Fases do Crescimento:
Uma curva de crescimento bacteriano demonstra o 
crescimento das células durante uma período de 
tempo.
4 fases de crescimento : 
Fase Lag
Fase Log (Fase logarítmica)
Fase EstacionáriaFase de morte celular
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Fase Lag
Durante um certo período de tempo, o número de 
células sofre pequenas variações
Neste período ocorre ausência de divisão celular (1 
hora a dias)
As células estão em estado de latência
A população está passando por um período de 
intensa atividade metabólica, principalmente síntese 
de enzimas e moléculas variadas
Fase Log
A partir de um determinado momento as células 
iniciam seu processo de divisão e entram no período 
de crescimento ou aumento logarítmico
A reprodução encontra-se extremamente ativa e o 
tempo de geração atinge um valor constante
Período onde há maior atividade metabólica
Entretanto: microrganismos estão sensíveis à 
mudanças ambientais
Fase Estacionária
Em um determinado momento a velocidade de 
crescimento começa a diminuir por diversos fatores: 
nutrientes, 
produtos de degradação, 
mudanças pH) e a população se torna ESTÁVEL
Fase de Morte Celular
O número de células mortas MAIOR
 o número de células novas MENOR
 diminuindo o n° de células viáveis Aumenta a taxa 
de morte da população podendo alcançar um valor 
constante máximo 
Depois da morte da maioria das células, há uma 
queda drástica na taxa de morte.