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Características dos Procariotos Prof.: Daniela Pontes Introdução Introdução Introdução • Os reinos dos seres vivos são formados por uma infinidade de representantes, cada qual pertencendo a “tipos” que apresentam algumas características comuns. • Cada tipo corresponde a uma espécie biológica. • As espécies são consideradas as unidades básicas da classificação biológica. Conjunto formado por organismos capazes de se intercruzar livremente na natureza, produzindo descendentes férteis. Introdução • Seres pertencentes a espécies diferentes apresentam características comuns. Ex.: o cão doméstico, o coiote e o lobo. Assim, pode-se agrupar as espécies aparentadas em categorias maiores: GÊNERO Introdução • Carlos Lineu (sec. XVII): botânico sueco, propôs um sistema de nomenclatura dos seres vivos. Sistema binomial: tem como base o conceito de espécie e utiliza a ideia de gênero. • A língua escolhida foi o latim e cada espécie passou a ter um nome formado por duas palavras: - A primeira palavra, iniciada por letra maiúscula, indica o gênero e corresponde a um substantivo escolhido pelo autor que cria o nome; o gênero pode ser abreviado; - A segunda palavra corresponde à espécie e é um adjetivo. Em geral, o autor designa um lugar, uma personalidade ou uma característica marcante do ser vivo que ele estuda. Introdução • É preciso destacar o nome científico no texto. Isso é feito grifando as duas palavras, ou escrevendo-as em itálico ou negrito. • Ex.: Canis familiaris, Canis lupus, Felis catus. epíteto Introdução Outros níveis de classificação: • Taxonomia: ramo da biologia responsável por reconhecer espécies semelhantes e agrupá-las em gêneros. Reino Filo Classe Ordem Família Gênero Espécie Introdução Outros níveis de classificação: ANIMALIA CHORDATA MAMMALIA CARNÍVORA Felidae Felis Panthera F. catus F. pardalis P. pardus Canidae Canis C. familiaris C. lupus Ursidae Ursus U. arctos U. horribilus Introdução Células Vivas Procarióticas Bactérias Arquibactérias Eucarióticas Outros micróbios celulares (fungos, protozoários e algas) * Os vírus, como elementos acelulares, não se encaixam em qualquer classificação organizacional das células vivas. São partículas genéticas que se replicam, mas são incapazes de realizar as atividades químicas usuais das células vivas. Procariotos X Eucariotos Comparando as Células Procarióticas e Eucarióticas: • São quimicamente similares, pois ambos possuem ácidos nucléicos, proteínas, lipídeos e carboidratos. • Usam os mesmos tipos de reações químicas para metabolizar o alimento, formar proteínas e armazenar energia. • Principal diferença: estrutura das paredes celulares e das membranas e ausência de organelas. Principais Características das Células Procarióticas e Eucarióticas: Procariotos (do grego, pré-núcleo) Seu DNA não está envolvido por uma membrana, e ele é um cromossomo circular. Seu DNA não está associado a proteínas histonas*; outras proteínas estão associadas com o DNA. Eles não possuem organelas revestidas por membrana. Suas paredes celulares quase sempre contêm o polissacarídeo complexo peptideoglicana. Eles normalmente se dividem por fissão binária. Eucariotos (do grego, núcleo verdadeiro) Seu DNA é encontrado no núcleo da célula, que é separado do citoplasma por uma membrana nuclear, e é encontrado em múltiplos cromossomos. Seu DNA é consistentemente associado a proteínas cromossômicas denominadas histonas e com não- histonas. Eles possuem diversas organelas revestidas por membrana, inclusive as mitocôndrias, o RE, o complexo de Golgi, os lisossomos e algumas vezes os cloroplastos. As paredes celulares, quando presentes, são quimicamente simples. Eles geralmente se dividem por mitose. * Histonas: proteínas cromossômicas especiais encontradas nos eucariotos. Procariotos X Eucariotos • São organismos unicelulares procarióticos, isto é, suas células não apresentam núcleo organizado. • São agrupadas no reino Monera e se dividem em dois grupos distintos e pouco relacionados evolutivamente: arqueobactérias e eubactérias. Bactérias Arqueobactérias (bactérias primitivas): • Os cientistas acreditam que as arqueobactérias (do grego, antigo) sejam muito semelhantes aos primeiros seres vivos que habitaram nosso planeta. • Atualmente existem poucas espécies de arqueobactérias, e essas vivem em condições ambientais extremamente rigorosas: - Bactérias halófitas: arqueobactérias que vivem em lagos salgados. - Bactérias termoacidófilas: habitam fontes de águas quentes e ácidas. - Bactérias metanogênicas: vivem em pântanos e no tubo digestivo de animais herbívoros, e produzem gás metano. Bactérias Eubactérias (bactérias verdadeiras): • As eubactérias (do grego, bem, bom) formam um grupo bastante diversificado, que habita os mais diversos ambientes, inclusive o corpo humano. • Calcula-se que uma pessoa abrigue em seu corpo nada menos que 104 (100 quatrilhões) de células bacterianas. Bactérias 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. Parede celular: • As bactérias são envolvidas por uma parede celular (PC) rígida, constituída de peptideoglicanos (moléculas de carboidratos unidas a oligopeptídeos). • A PC protege a célula das agressões físicas do ambiente. Ex.: evita que a bactéria estoure quando mergulhada em meio hipotônico. OBS.: Antibióticos do grupo das penicilinas impedem que as bactérias formem parede, o que acarreta sua morte. Estrutura da Célula Bacteriana Membrana bacteriana: • Localiza-se imediatamente sob a PC. • É lipoprotéica e tem organelas semelhantes à das membranas biológicas de todos os outros seres vivos. Citoplasma bacteriano: • Fluido viscoso. • Não possui organelas membranosas. • Local onde ocorrem as reações químicas vitais. Estrutura da Célula Bacteriana Cromossomo bacteriano: • Constituído por uma longa molécula de DNA de forma enovelada. • 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). Estrutura da Célula Bacteriana Plasmídeos: • Muitas bactérias possuem, além do cromossomo, pequenas moléculas circulares de DNA chamadas plasmídeos. • Possui genes que, apesar de não serem essenciais à sobrevivência da bactéria, podem trazer vantagens. Ex.: Muitos plasmídeos possuem genes que tornam a bactéria resistente a determinados tipos de antibióticos. Estrutura da Célula Bacteriana Estrutura da Célula Bacteriana • Quanto ao modo de obtenção de alimento, as bactérias podem ser classificadas como: - Autotróficas - Heterotróficas Diversidade Nutricional das Bactérias Bactérias autotróficas: • São as que têm capacidade de fabricar suas próprias substâncias orgânicas, usando para isso substâncias inorgânicas e energia obtidas do ambiente. • Essassubstâncias orgânicas produzidas fornecem toda a energia e a matéria-prima necessárias à sobrevivência da bactéria. • Podem ser fotossintetizantes ou quimiossintetizantes. Diversidade Nutricional das Bactérias Bactérias autotróficas: • Fotossintetizantes: quando a energia utilizada na fabricação das substâncias orgânicas provém da luz. Ex.: grupo das cianobactérias. • Quimiossintetizantes: quando a energia provém de reações químicas inorgânicas. Ex.: Nitrobacter e Nitrosomonas (participam do ciclo do nitrogênio). Diversidade Nutricional das Bactérias Bactérias autotróficas: Diversidade Nutricional das Bactérias Bactérias heterotróficas: • Obtêm energia para suas atividades vitais a partir da degradação de substâncias orgânicas provenientes de organismos que lhes servem de alimento. • Podem usar 3 diferentes processos para extrair energia das moléculas de alimentos: - Fermentação, - Respiração aeróbica, - Respiração anaeróbica. Diversidade Nutricional das Bactérias Produção de etanol ou ác. lático a partir de ác. pirúvico, na glicólise. Aeróbias obrigatórias ou aeróbias facultativas. Anaeróbias obrigatórias. Bactérias heterotróficas: Diversidade Nutricional das Bactérias Bactérias heterotróficas: • Saprofágicas: obtêm alimento a partir de cadáveres ou resíduos eliminados por outros organismos. • Parasitas: vivem no corpo de organismos vivos, de onde retiram seu alimento. Diversidade Nutricional das Bactérias Reprodução Assexuada: • Divisão binária: a célula duplica o cromossomo e divide-se ao meio, originando duas novas bactérias. * Quando encontra ambiente propício, reproduz-se ininterruptamente por divisão binária e origina um clone (população de indivíduos ou células geneticamente idênticos). • Esporos bacterianos: sob condições ambientais adversas, certas espécies originam formas resistentes chamadas esporos. * Esporos: células especiais, em estado de dormência, geralmente revestidas de uma capa resistente à temperatura e ao dessecamento. Reprodução das Bactérias Reprodução Assexuada: Reprodução das Bactérias Reprodução Sexuada: • Algumas bactérias são capazes de adquirir e incorporar genes de outras bactérias, recombiná-los com os seus e gerar descendentes com novas características genéticas. • Uma bactéria pode adquirir genes de 3 maneiras: - Conjugação bacteriana - Transformação bacteriana - Transdução bacteriana Reprodução das Bactérias Reprodução Sexuada: • Conjugação bacteriana: duas bactérias unem-se por meio de um tubo proteico, por onde passa uma cópia do cromossomo da bactéria “macho” para a bactéria “fêmea”. • Transformação bacteriana: a bactéria absorve moléculas de DNA que se encontram livres no ambiente. • Transdução bacteriana: genes são transferidos de uma bactéria para outra por intermédio de vírus. Algumas partículas virais, ao se formarem no interior de uma bactéria infectada, eventualmente incorporam pedaços do cromossomo bacteriano. Essas partículas, quando infectarem outras bactérias, transmitirão genes bacterianos. Se uma dessas bactérias sobreviver à infecção viral, pode recombinar seus genes com os trazidos pelos vírus e, assim, adquirir novas características genéticas. Reprodução das Bactérias 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. • AMABIS, J. M. Fundamentos da biologia moderna. 2. ed. rev. São Paulo: Moderna, 1997. • UZUNIAN, A.; BIRNER, E. Biologia. Vol. único. São Paulo: Harbra, 2001.
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