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Morfologia e Estrutura Bacteriana Bacteriologia Clínica – Aula 1 Profª Dra. Lívia Castelani *All images are believed to be in the public domain. If this is not the case, please email the author at livia_cast@yahoo.com.br and any images will be promptly removed. Bacteriologia • Ciência que estuda a morfologia, ecologia, genética e bioquímica das bactérias. • Bactérias - do grego bakteria -> bastão• Bactérias - do grego bakteria -> bastão – Unicelulares – Procariontes – não apresentam seu material genético delimitado por uma membrana – Podem ser encontrados na forma isolada ou em colônias Características usadas na classificação Fenotípicas �Morfológicas � Coloração Bacterioscopia� Coloração � Estruturais � Nutritivas �Metabólicas � Sensibilidade a antibióticos Bacterioscopia Observação ao Microscópio (Bacterioscopia) Critérios: � Tamanho Forma � � Forma � Arranjo � Coloração Tamanho Variam de 0,3 por 0,8 μm até 10 por 25 μm. As espécies de Unidade de medida: micrômetro (µm). 1 µm = 10-3mm ou 10-6m As espécies de maior interesse clínico medem entre 0,5 a 1,0 μm por 2 a 5 μm. Formas características Agrupamento pares, cadeias, tetradas, e clusters Forma pares, cadeias, tetradas, e clusters Conceitos típicos de um gênero e tem utilidade diagnóstica. Forma Cocos Forma Bacilos Forma Arranjo Um plano estreptococos Dois planos tétrade Três planos sarcina Vários planos estafilococos 1. Aumento da Imagem (Microscópio) 2. Cultivo - Aumento do número de indivíduos (olho nu) Bactérias: observação Observação ao Microscópio Óptico Com objetiva de Maior aumento: (Objetiva de Imersão 100x) Pili (fimbria) Ribossomo Estruturas Bacterianas Membrana celular Parede celular Cápsula Flagelo Cápsula �Constitui antígeno capsular (K) �Confere resistência aos antibióticos �Favorece a adesão bacteriana às superfícies �Favorece a formação do biofilme (camada�Favorece a formação do biofilme (camada limosa) �Outorga o fenótipo mucóide à bacteria (chiclete) Cápsula Coloração da cápsula bacteriana com tinta da China (coloração negativa) e fucsina (Streptococcus pneumoniae) Flagelos �Filamentos protéicos da superfície bacteriana utilizados para locomoção (movimento rotatório) �Ancorado na superfície celular �Formado por: filamento, gancho, e corpo basalcorpo basal �Imunogênico (antígenos H) Flagelo monotríqueo de Vibrio cholera Flagelo Monotríqueo Lofotríqueo Estrutura Tipo de flagelo Exemplo Vibrio cholerae Bartonella baciliformes O número e distribuição de flagelos são característicos para algumas espécies, sendo úteis para a identificá-las. Anfitríqueo Peritríqueo Spirillum serpens Escherichia coli Pili e Fímbrias �Apêndices semelhantes a pêlos �Mais curtos, mais retos e mais finos que os flagelos �Usados para fixação �Constituído de proteína = PILINA �Fímbrias – adesão �Fímbrias – adesão �Pili –mais longos (1 ou 2 por célula) – transferência de DNA de uma célula p/ outra – pilus sexual. Parede Celular �Estrutura complexa, semi-rígida que recobre a membrana citoplasmática. �Funções �Forma Proteção contra lise osmótica�Proteção contra lise osmótica �Ancoragem aos flagelos �Sítio receptor de proteínas e outras moléculas (ATBs). A pressão interna de Gram positivos pode atingir 20 atmosferas sem que a célula rompa, graças à rigidez e ao formato da parede celular. Por comparação, um pneu de caminhão tem uma pressão de 2 atmosferas. • Rede de dissacarídeos repetitivos unidos por polipeptídeos = Peptidoglicano (mureína) • Porção dissacarídica – Monossacarídeo N- Parede – Composição NAG NAM – Monossacarídeo N- acetilglicosamina (NAG) – Ácido N-acetilmurâmico (NAM) • Espessura é dependente do número de camadas L-lisina Parede – Composição A parede celular é composta de uma série de subunidades dissacarídicas idênticas de NAG, NAM e tetrapeptídeos de L-alanina-D-glutamina-L- lisina-D-alanina. Parede Gram positivo Parede Gram negativo Parede Peptidoglicano= ~20 – 80 nm de espessura = 20 camadas de PG Peptidoglicano= Parede ~ 2 – 10 nm de espessura = 1 camada de PG Membrana externa adicional Espaço Periplásmico • Muitas camadas de peptidoglicano (90% da parede) • Contém ácido teicóico (álcool [glicerol ou ribitol] e fosfato). – Ácido lipoteicóico – atravessa a parede e está ligado à membrana plasmática – Ácido teicóico da parede – ligado ao peptidoglicano. Gram-positivas • Ac. Teicóicos especificidade antigênica = identificação bacteriana • Poucas camadas de peptidoglicano (10% da parede) • Possuem membrana externa constituída de – Lipopolissacarideo (LPS) – Proteínas: porinas, lipoproteínas Gram-negativas -> Funções especializadas – Evasão da fagocitose (carga negativa) – Barreira para ATBs, enzimas digestivas • Espaço periplasmático – entre a membrana externa e a citoplasmática. • Porinas – canais de proteína que permitem a passagem de moléculas Membrana Externa - LPS Atuam como antígenos, usados para diferenciação de espécies. Ex: E. coli O157:H7 Endotoxina que causa diarreia, vômitos, febre e choque, potencialmente fatal. Estrutura fina e fluida Funções: - Barreira seletiva - Transporte de substancias - Digestão de nutrientes - Produção de energia por transporte de elétrons e fosforilação oxidativa Estruturas internas à Parede - Membrana Citoplasmática Composição química de elétrons e fosforilação oxidativa (ATP) Componentes Citoplasmáticos Componentes Citoplasmáticos • Grânulos de reserva ou inclusões • Polímeros insoluveis (ex: glicogênio, amido, lipídios, polifosfato, enxofre) acumulados no citoplasma. • Ribossomos• Ribossomos • Locais de síntese proteica • Dispersos no citosol • Compostos de duas subunidades – proteínas e RNA ribossômico (rRNA) • Alvo de muitos ATBs • 1884 - Hans Christian Joachim Gram • Descobriu método de coloração de bactérias -> taxonomia e identificação bacteriana • Divide as bacterias em Coloração de Gram • Divide as bacterias em • Gram positivas • Gram negativas 1853-1938 Coloração de Gram: Princípio Consiste em expor as células a seguinte sequencia: �Cristal violeta (corante primário) – cora o citoplasma de roxo, de todos os tipos de células. �Sol. Iodo (mordente) – aumenta a afinidade entre o cristal violeta e a �Sol. Iodo (mordente) – aumenta a afinidade entre o cristal violeta e a célula, formando um complexo insolúvel. �Álcool / Acetona (descolorante) – solvente lipidico. �Safranina ou fucsina básica (contraste) – cora o citoplasma de vermelho. Coloração de Gram: Princípio Não sofrem descoloração pelo álcool, retendo o corante inicial na parede, tingindo-se de violeta escuro. Gram positivas limpa limpa roxaroxa Cristal violeta Fixação Gram negativas Memb. externa sofre a ação do descorante (álcool) permitindo que o complexo cristal violeta/iodo seja substituído pelo contra-corante (fucsina ou safranina), tingindo-se de cor vermelha. roxa roxa limpa vermelha roxa roxa roxa roxa Cristal violeta Iodeto (lugol) Decoloração (álcoól) Fucsina ou safranina Gram-positiva X Gram-negativa Esporos (endósporos) �Formas latentes de bactérias Gram-positivas (Bacillus e Clostridium). �Resistentes aos agentes físicos e químicos de esterilização, valores extremos de pH e radiação. São formandos intracelularmente frente a condições nutricionais�São formandos intracelularmentefrente a condições nutricionais adversas, sendo liberados livres. �Baixa atividade metabólica �Germina quando as condições do meio são apropriadas , transformando em forma vegetativa da bactéria com reprodução. Ciclo de vida de uma bactéria formadora de endósporos Esporos Coloração de endoesporos - Fixar amostra por calor sobre lâmina limpa Adicionar verde de malaquita. Lavar. Adicionar Safranina ou Fucsina Observar = esporos (verdes) Características das estruturas bacterianas Estrutura Função Flagelo Motilidade Pili Pili sexual Media a transferência de plasmídeo durante a conjugação Pili ou fimbria Adesão Cápsulas e slime Adesão, Proteção contra fagocitose e desecação Parede celular Gram positivo Rigidez e forma da célula Gram negativo Rigidez e forma da célula; Barreira externa impermeável associada a LPS e proteínas Membrana plasmática Barreira externa impermeável; transporte de solutos; geração de energia, localização de vários sistemas enzimáticos Ribossomas Síntese protéica Cromossoma Material genético da bactéria Plasmídeo Material genético extracromossomal
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