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Morfologia e Estruturas Bacterianas Prof.: Daniela Pontes MORFOLOGIA BACTERIANA Bactérias As bactérias podem ter forma esférica (coco), de bastonete (bacilo), helicoidal (espirilo), de vírgula (vibrião), etc. Muitas espécies apresentam associações classificadas de acordo com a forma como as células se dispõem umas em relação às outras. Dois cocos constituem um diplococo; cocos ou bacilos enfileirados produzem, respectivamente, estreptococos e estreptobacilos; cocos dispostos como uvas em um cacho são estafilococos; cocos dispostos como vértices de um quadrado são sarcinas. (sarcina) (espirilo) ESTRUTURA BACTERIANA • É rígida. • Define a forma das células bacterianas. • É quimicamente complexa. • Fornece rigidez, resistência e proteção. • Principal constituinte: peptidioglicano (moléculas de carboidratos unidas a oligopeptídeos). * O peptidioglicano é encontrado apenas nas bactérias. • A espessura da PC e a sua exata composição variam com a espécie bacteriana. • As bactérias do gênero Mycoplasma não possuem PC. Parede Celular • A PC de bactérias gram-positivas apresenta uma espessa camada de peptidioglicano combinada com moléculas de ácidos teicoicos e lipoteicoicos. • A PC das bactérias gram-negativas apresenta uma camada muito mais fina de peptidioglicano, mas esta camada é revestida por outra complexa camada constituída por macromoléculas de lipídios e referida como membrana externa. Parede Celular Parede Celular Diferenças entre paredes celulares de bactérias gram-negativas e gram-positivas. A PC relativamente fina das gram-negativas contém uma fina camada de peptidioglicano, uma membrana externa, e lipopolissacarídios (LPS). A PC mais espessa das gram-positivas contém uma grossa camada de peptidioglicano e ácidos teicoicos e lipoteicoicos. • Algumas bactérias perdem a capacidade de produzir PC, transformando-se em minúsculas variantes da mesma espécie. • Mais de 50 diferentes espécies de bactérias são capazes de se transformar em bactérias CWD. Algumas são responsáveis por doenças crônicas como artrite reumatoide, por exemplo. Parede Celular Bactérias na forma L ou célula deficiente de parede (CWD – cell wall-deficient). • Sinônimos: membrana plasmática, membrana citoplasmática, membrana bacteriana. • Localiza-se imediatamente sob a PC, revestindo o citoplasma. • Tem estrutura e função semelhantes a das membranas biológicas de todos os outros seres vivos. • Constituição: proteínas e fosfolipídios. Membrana Celular • É seletivamente permeável: controla quais substâncias podem entrar ou sair da célula. • É flexível e muito delgada. • Muitas enzimas encontram-se ligadas à membrana, local onde ocorrem várias reações metabólicas. Membrana Celular • Mesossomos: invaginações da membrana celular. Teorias: 1. Local onde ocorre a respiração celular nas bactérias. (Semelhante ao que ocorre nas mitocôndrias das células eucarióticas: nutrientes são metabolizados para produzir energia na forma de ATP). 2. Artefatos criados durante o preparo das células para observação ao ME. Membrana Celular • Fluido viscoso. • Não possui organelas membranosas. • Local onde ocorrem as reações químicas vitais. • Constituição: água, enzimas, oxigênio dissolvido (em algumas bactérias), produtos residuais, nutrientes essenciais, proteínas carboidratos e lipídios. Citoplasma Uma complexa mistura de todos os materiais necessários à célula para suas funções metabólicas. • Constituído por uma longa molécula de DNA de forma enovelada. • Serve como centro de controle da célula • Ocupa uma área do citoplasma que foi chamada nucleóide, por analogia ao núcleo das células eucarióticas. • Nas bactérias não há nenhuma membrana envolvendo o material genético (nucleóide). • É capaz de se autoduplicar, orientando a divisão celular e direcionando as atividades celulares. Cromossomo • As células bacterianas possuem apenas um cromossomo, enquanto as eucarióticas possuem muitos. • Os cromossomos bacterianos podem conter entre 450 e 8.000 genes, dependendo da espécie bacteriana. Cada gene codifica para um ou mais produtos gênicos (enzimas, outras proteínas e moléculas de RNAr e RNAt). • Moléculas pequenas e circulares de DNA de filamento duplo que não fazem parte dos cromossomos. • Sinônimo: DNA extracromossômico. • Uma célula bacteriana pode ser desprovida de plasmídio ou pode conter um plasmídio, múltiplas cópias de um mesmo plasmídio ou mais de um tipo de plasmídio. • Possui genes que, apesar de não serem essenciais à sobrevivência da bactéria, podem trazer vantagens. Ex.: Muitos plasmídios possuem genes que tornam a bactéria resistente a determinados tipos de antibióticos. Plasmídio • Minúsculas partículas presentes no interior do citoplasma em grande número. • A maioria consiste em ribossomos, frequentemente ocorrendo em grupamentos (polirribossomos ou polissomas). • O ribossomos procarióticos são menores que os eucarióticos, mas desempenham a mesma função: constituem os locais de síntese de proteínas. • Certas espécies possuem grânulos citoplasmáticos que podem conter: amido, lipídios, enxofre, ferro ou outras substâncias armazenadas. Partículas Citoplasmáticas • Espessa camada de material localizada externamente à PC presente em algumas bactérias. • É um material limoso e gelatinoso produzido pela membrana celular e secretado para fora da PC. • Tipos: - Camada Limosa - Cápsula Glicocálice • Tipos – Camada Limosa: - Não é altamente organizado nem firmemente ligado à PC; separa-se com facilidade da PC e se perde. - As bactérias do gênero Pseudomonas produzem uma camada limosa que desempenha papel importante nas doenças que elas causam: as camadas limosas permitem que certas bactérias deslizem sobre superfícies sólidas. Glicocálice • Tipos – Cápsula: - Altamente organizado e firmemente ligado à PC. - Em geral, são constituídas por polissacarídios que, dependendo da espécie bacteriana, podem estar combinados a lipídios e proteínas. - Exemplos de bactérias dotadas de cápsula: Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Neisseria meningitidis e Streptococcus pneumoniae. - Função: antifagocitária. (Assim, são capazes de sobreviver no corpo humano por um período de tempo maior que as não capsuladas.) Glicocálice • Tipos – Cápsula: Glicocálice Coloração de cápsula. (A) Esquema ilustrando o resultado da técnica de coloração de cápsula. (B) Fotomicrografia de bactéria encapsulada que foi corada a partir da técnica de coloração de cápsula. A coloração da cápsula é um exemplo de técnica de coloração negativa. Observe que as células bacterianas e o plano de fundo se coram, mas as cápsulas não. As cápsulas são observadas como “halos” não corados ao redor das células bacterianas. • Apêndices proteicos filiformes que permitem o movimento das bactérias. • Bactérias flageladas móveis. • Bactérias desprovidas de flagelos imóveis, geralmente. • Muito finos para serem observados ao MO comum, a não ser com o uso de coloração de flagelos (torna-os espessos o suficiente para serem observados ao microscópio). Flagelos Flagelos Disposição dos flagelos. Os quatro tipos básicos de disposição dos flagelos nas bactérias: peritríquias, flagelos ao redor de toda a superfície; lofotríquias, um tufo de flagelos em uma extremidade; anfitríquias, um ou mais flagelos em cada extremidade; monotríquias, um flagelo. Flagelos • Constituídosde três, quatro ou mais filamentos de proteínas (flagelina), enrolados como uma corda. • Originam-se de um corpúsculo basal na membrana celular e se projetam para fora através da PC e da cápsula (se presente). Flagelos Curiosidade: • Algumas espiroquetas (bactérias em forma de espiral) possuem fibrilas semelhantes a flagelos denominadas filamentos axiais, cada uma presa a cada extremidade da bactéria. • Como resultado, as espiroquetas podem apresentar um movimento espiralado, helicoidal ou semelhante ao de uma lagarta. Flagelos • Estruturas semelhantes a pelos, mais frequentemente observadas nas bactérias gram-negativas. • Constituição: moléculas de proteínas polimerizadas (pilina). • São muito mais finos que os flagelos. • Apresentam estrutura rígida. • Não estão associados à motilidade. • Surgem do citoplasma e se estendem até a membrana plasmática, PC e cápsula (se presente). Pili (Fímbrias) Pili (Fímbrias) • Há dois tipos de pili: - Um tipo permite às bactérias aderirem ou se prenderem às superfícies Normalmente são bastante numerosos, Permitem que as bactérias se fixem, por exemplo, a tecidos no interior do corpo. - Outro tipo permite a transferência de material genético de uma bactéria para outra após a adesão de uma célula à outra Pili sexual. A célula possui apenas um. Pili (Fímbrias) Pili (Fímbrias) • Uma célula que possui pili sexual (célula doadora) é capaz de aderir a outra célula (célula receptora) por meio do pili sexual. Pili (Fímbrias) • Alguns gêneros bacterianos (p.ex., Bacillus e Clostridium) são capazes de formar esporos de parede espessa como forma de sobrevivência quando os suprimentos de umidade e nutrientes estão baixos. • Endosporos: esporos bacterianos. • Esporulação: processo pelo qual os esporos são formados. Esporos (Endosporos) Uma cópia do cromossomo e parte do citoplasma circundante tornam-se revestidos por várias capas proteicas espessas. Esporos (Endosporos) • São resistentes ao calor, ao frio e ao ressecamento, além da maioria das substâncias químicas. • São capazes de sobreviver por muitos anos no solo ou na poeira, e alguns são ainda bastante resistentes aos desinfetantes e à fervura. • Quando o esporo desidratado alcança uma superfície úmida, rica em nutrientes, ele germina, emergindo uma nova célula bacteriana vegetativa. Esporos (Endosporos) Capaz de crescer e se dividir. Uma célula procariótica típica Bibliografia • TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. • ENGELKIRK, P. G.; DUBEN-ENGELKIRK, J. Burton, Microbiologia para as ciências da saúde. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. • BARBOSA, H. R.; TORRES, B. B. Microbiologia Básica. São Paulo: Editora Atheneu, 2005.
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