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Estrutura da Célula Bacteriana CAPÍTULO 2 – MATERIAL DIDÁTICO FORMA E TAMANHO ESTRUTURAS ESSENCIAIS FORMA: É determinada pela presença da parede celular rígida. • Cocos - redondos • Bacilos - bastões • Espiroquetas -espiral • Pleomórficas - forma variável(muitas formas) Organização Organização é determinada pela orientação e pelo grau de ligação da bactéria no momento da divisão celular. Certos cocos ocorrem: • Aos pares : – diplococos • Em cadeias : – estreptococos • Em cachos de uva: – estafilococos A aparência da bactéria ao microscópio é um dos critérios mais importantes para sua identificação! O QUE DETERMINA A FORMA E A ORGANIZAÇÃO BACTERIANA? Bactérias : Tamanho • Variam de 0,2 a 5 micrometro. • Mycoplasma : menores bactérias Mesmo tamanho dos maiores vírus ( poxvírus) São os menores organismos capazes de viver independente de um hospedeiro. As bactérias mais compridas, em forma de bastonete ( 7 micrômetro) : tamanho das hemácias humanas ESTRUTURA BACTERIANA COMPONENTES ESSENCIAIS: – Parede celular – Membrana citoplasmática – Ribossomo – Nucleóide – Mesossomo – Citoplasma Estrutura bacteriana • COMPONENTES NÃO- ESSENCIAIS: • Cápsula • Pilus ( fimbria) • Flagelo • Esporo • Plasmídeos • Grânulos • Glicocálice ESTRUTURA BACTERIANA COMPONENTES ESSENCIAIS: – Parede celular – Membrana citoplasmática – Ribossomo – Nucleóide – Mesossomo – Citoplasma Parede Celular • Estrutura essencial de toda bactéria com exceção do Mycoplasma que é circundado apenas por membrana celular • Localizada externamente à membrana citoplasmática • Possui múltiplas camadas, sendo que duas delas possuem maior importância clínica: – uma camada interna de Peptideoglicano (responsável pela estrutura e forma da bactéria) – uma membrana externa (que varia em espessura e em composição química dependendo do tipo de bactéria). PAPEL DA PAREDE CELULAR NA IDENTIFICAÇÃO BACTERIANA • As diferentes propriedades estruturais da parede celular de algumas bactérias fazem com que elas respondam de formas diferentes quando expostas à coloração. (exemplo coloração GRAM) • A estrutura, a composição química e a espessura da parede celular se diferenciam em: – BACTÉRIAS GRAM – – BACTÉRIAS GRAM + – BACTÉRIAS ÁLCOOL ÁCIDO RESISTENTES Técnica de coloração de Gram- 1884 • Desenvolvida pelo Médico Dinamarques Christian Gram • Técnica mais importante em microbiologia • Separa a maioria das bactérias em dois grupos: • GRAM- POSITIVAS: se coram de azul. • GRAM- NEGATIVAS: se coram de vermelho. Técnica de Coloração Gram - ETAPAS 1- O corante de cristal violeta cora todas as bactérias de azul-violáceo. 2- A solução de iodo é adicionada para formar o complexo cristal violeta-iodo – TODAS AS CÉLULAS CONTINUAM AZUIS. 3-O solvente orgânico, como acetona ou etanol, extrai o complexo formado das bactérias Gram-negativas, de parede celular mais fina e ricas em lipídeos que das bactérias Gram- positivas de parede espessa. GRAM-NEGATIVAS SE TORNAM INCOLORES. GRAM-POSITIVAS PERMANECEM AZUIS. 4- O corante vermelho , safranina, cora as células Gram- negativas descoloridas de vermelho. As bactérias Gram-positivas permanecem azuis. Utilidade da coloração de Gram • Identificação de muitas bactérias. • Influência na escolha do antibiótico: de modo geral as Gram-positivas são mais suscetíveis à penicilina G que as bactérias Gram- negativas. Estrutura, composição química e espessura da parede celular Gram positivas • Camada de peptideoglicano mais espessa • Algumas bactérias possuem uma camada de ácido teicóico que se projeta para o exterior do peptideoglicano.( Principal antígeno de superfície) Gram negativas • Camada de peptideoglicano menos espessa • Possuem camada externa complexa( lipopolissacarídeos (endotoxinas) + lipoproteínas + fosfolipídeos ) • Entre a membrana citoplasmática e o peptideoglicano há espaço periplasmático. Localizam-se as enzimas B-lactamases que degradam as penicilinas. • As Gram -negativas não possuem a camada de ácido teicóico. Bactérias x Penicilina • As bactérias Gram-positivas são mais sensíveis à ação da penicilina porque esse antibiótico atua exatamente na produção de peptideoglicanos pela bactéria. • A penicilina praticamente não tem efeito sobre Gram-negativas porque a membrana lipoprotéica presente na parede dessas bactérias impede a absorção desse antibiótico. Essas bactérias possuem enzimas B-lactamases no espaço periplasmático que degradam a penicilina. Outras propriedades da parede celular • Seus polissacarídeos e suas proteínas são antígenos usados em laboratórios para identificação. • Suas proteínas do tipo porinas tem função importante na regulação do transporte de pequenas moléculas hidrofílicas para o interior da célula. As porinas da membrana externa atuam como um canal que permite a entrada de substâncias essenciais, como açucares,aminoácidos, vitaminas e metais e também de muitas drogas antimicrobianas, como as penicilinas. BACTÉRIAS ÁLCOOL-ÁCIDO RESISTENTES • Não reagem a coloração GRAM • São assim chamadas por resistirem a descoloração com álcool-ácido após serem coradas com carbofucsica. • Possuem alta concentração de lipídeos em sua parede celular chamados de ácido micólico Algumas bactérias que não podem ser vistas pela técnica do Gram • Mycobacteria (ex: M. Tuberculosis) – parede celular muito rica em lipídeos, corante não pode penetrar. Coloração àlcool- ácida. • Treponema pallidum – parede celular muito fina para ser visualizado. • Mycoplasma pneumoniae – muito pequeno, não possui parede celular. Mycobacterium Tuberculosis • Bactéria que infecta as vias respiratórias. • Consegue sobreviver no interior dos fagócitos. • Por causa dessa localização celular o sistema imune tem dificuldade de eliminar a infecção. • Pode ocorrer Tuberculose. PEPTIDEOGLICANO • Somente encontrado em parede celular bacteriana • Presente em toda parede celular bacteriana • Promove suporte rígido à parede celular bacteriana • Importante na manutenção da forma bacteriana • Promove resistência à meios de baixa pressão osmótica • Alvo de várias drogas antibacterianas como a penicilina e a cefalosporina • Rompe-se na presença de lisozima, enzima presente na lágrima, muco e saliva humana, que funciona como resistência natural do homem à invasão bacteriana. Lipopolissacarídeos - LPS • Presente somente na camada externa da parede celular de bactérias Gram- negativas • É uma ENDOTOXINA pois é parte integral da parede celular, ao contrário das EXOTOXINAS que são secretadas pela bactéria. • São geralmente tóxicos ao nosso organismo. • Responsável por muitos dos sintomas das doenças, como febre, choque e hipotensão. Ácido Teicóico • Localizado na camada externa da parede celular de Bactérias Gram- positivas • Chamado de ácido lipoteicóico quando ligado aos lipídeos presentes na membrana citoplasmática • São antigênicos e induzem a formação de anticorpos espécie- específicos. • Em estafilococos, os ácidos teicóicos promovem aderência do organismo às células da mucosa Membrana Citoplasmática • Localização: Internamente e logo após a camada de peptideoglicanoda parede celular. • Composta de fosfolipídeos organizados de forma similar à membrana de células eucarióticas , entretanto, as membranas eucarióticas contêm esteróis. • Já nos procariontes os esteróis estão geralmente ausentes. Exceção: mycoplasma. Membrana Citoplasmática: FUNÇÕES • 1- Transporte ativo de moléculas para o interior da célula. • 2 - Geração de energia por fosforilação oxidativa( ATP). • 3 - Síntese de precursores para a síntese da parede celular. • 4- Secreção de enzimas e toxinas. Mesossomo • Invaginação presente na membrana citoplasmática. • Importante durante a divisão celular: divide a célula ao meio • É sítio para a ligação do DNA que será o material genético de cada uma das células- filhas. Citoplasma • Apresenta duas áreas distintas quando visualizadas ao microscópio eletrônico: • 1- MATRIZ AMORFA contém: ribossomos, grânulos nutrientes, metabólitos e íons. • 2- Uma região interna e nucleóide , composta de DNA. Citoplasma - Ribossomos • São partículas composta de RNA e proteínas que funcionam como sítio para a síntese de proteínas • Diferem-se em tamanho e composição química. • Ribossomos bacterianos – tamanho – 70S. – Contém duas subunidades: 50S e 30 S. • Ribossomos eucariontes – tamanho- 80S. – Contém duas subunidades: 60S e 40S. • As diferenças , tanto nos RNAs quanto nas proteínas ribossomais, constituem a base da ação seletiva de vários antibióticos, que inibem a síntese protéica em bactérias, mas não em seres humanos – Tetraciclina e neomicina atuam nos ribossomos bacterianos impedindo a síntese de proteínas. Citoplasma - Grânulos -O citoplasma contém diferentes grânulos. -Funcionam como sítio de armazenamento para nutrientes. Citoplasma - Nucleóide • Região do citoplasma em que se localiza o DNA. • DNA de procarióticos é uma longa molécula circular única- contém cerca de 2 mil genes – CONSTITUI O CROMOSSOMO BACTERIANO. • As suas extremidades dessa molécula estão unidas – FORMA CIRCULAR. • Não apresenta membrana nuclear. • Não apresenta aparelho mitótico. • Pouca semelhança com o núcleo eucariótico. ESTUDO DIRIGIDO 1- Desenhe uma bactéria especificando cada uma de suas estruturas essenciais. 2- Descreva as estruturas essenciais bacterianas. 3- Quais estruturas tem importância clínica para a escolha da antibioticoterapia? 4- Quais as diferenças estruturais entre bactérias GRAM positivas e negativas? 5- Por que bactérias GRAM negativas são geralmente resistentes à penicilina?
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