Ultraestrutura e Nutrição Microbiana

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Aula 02: 
Morfologia e Ultraestrutura Procarióticas e 
Nutrição dos Microrganismos Profª: Míriam T. Santos
 Aula 2: Morfologia e Ultraestrutura das Células Procarióticas e 
Nutrição Microbiana
Objetivos
1. Reconhecer as formas e arranjos celulares típicos de microrganismos 
procarióticos.
2. Reconhecer as principais diferenças entre a ultraestrutura procariótica e 
eucariótica; 
3. Descrever a composição química, ultraestrutura e função da parede celular 
em bactérias;
4. Diferenciar as paredes celulares de bactérias Gram positivas e Gram 
negativas e compreender o princípio da coloração diferencial de Gram;
5. Diferenciar a composição química e a organização da parede celular em 
bactérias e archaeas;
6. Descrever as estruturas externas à parede celular (glicocálice, flagelos, 
fímbrias e pilus sexual) em bactérias;
7. Descrever as estruturas internas à parede celular (membrana plasmática, 
nucleoide, plasmídeos, inclusões e ribossomos) em bactérias.
 Morfologia Bacteriana
Formas Bacterianas TípicasFormas Bacterianas Típicas
• Esféricas: Cocos
• Cilíndricas: Bacilos
• Espiraladas: Vibriões, 
espirilos e espiroquetas
Arranjos celulares em cocos
 Morfologia Bacteriana
Arranjos celulares em cocos
Diplococos Estreptococos
EstafilococosSarcinas
 Morfologia Bacteriana
Arranjos celulares em 
bacilos
 Morfologia Bacteriana
Formas Espiraladas
 Morfologia Bacteriana
Formas procarióticas incomuns
 Morfologia Bacteriana
Bactéria Stella Archaea Haloarcula
Formas procarióticas incomuns
 Morfologia Bacteriana
Formas procarióticas incomuns
 Morfologia Bacteriana
Rhodomicrobium
Bactérias pedunculadas 
Formas procarióticas incomuns
 Morfologia Bacteriana
Streptomyces
Bactérias filamentosas
Nostoc
Cianobactérias filamentosas
Quais são as diferenças entre as estruturas 
celulares procariótica e eucariótica?
Quais são as diferenças entre as estruturas 
celulares procariótica e eucariótica?
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
A célula 
procariótica
A célula 
procariótica
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
1.Parede celular (maioria)
2.Apêndices externos à parede celular (vários)
Glicocálice (cápsula ou camada limosa)
Flagelo(s)
Fímbrias (Pili)
Pilus sexual
3.Membrana celular
4.Citosol 
5.Nucleoide (1 cromossomo circular - maioria)
6.Ribossomos 
As células procarióticas apresentam:As células procarióticas apresentam:
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
PAREDE CELULAR DE PROCARIOTOS
(Bactérias e Archaeas)
PAREDE CELULAR DE PROCARIOTOS
(Bactérias e Archaeas)
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
• Proteção contra lise osmótica
• Estrutura rígida – define a forma
• Fator de virulência de vários patógenos
• Estrutura imunogênica
• Constituída de peptideoglicano
FUNÇÃO
Parede celular bacterianaParede celular bacteriana
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
A estrutura do 
peptideoglicano
A estrutura do 
peptideoglicano
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Diferenças estruturais e de composição química da 
parede celular permitem dividir as bactérias em dois 
grandes grupos:
Parede celular bacterianaParede celular bacteriana
Bactérias Gram positivasBactérias Gram positivas
Bactérias Gram negativasBactérias Gram negativas
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Gram positiva
Gram negativa
Coloração Diferencial de GramColoração Diferencial de Gram
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Etapas Bactérias 
Gram Positivas
Bactérias 
Gram NegativasNegativas
1. Fixação 
2. Cristal Violeta
3. Lugol
5. Safranina
4. Álcool
Staphylococcus 
aureus
Escherichia coli
Coloração Diferencial de GramColoração Diferencial de Gram
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Bactérias Gram positivas X Gram negativasBactérias Gram positivas X Gram negativas
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Bactérias Gram positivas X Gram negativasBactérias Gram positivas X Gram negativas
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Parede 
celular 
bacteriana
Parede 
celular 
bacteriana
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Parede celular bacterianaParede celular bacteriana
Endotoxina
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Parede celular de bactéria Gram positivaParede celular de bactéria Gram positiva
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Parede celular de bactéria Gram negativaParede celular de bactéria Gram negativa
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
• Mycoplasma – Bactérias que não possuem parede 
celular, contêm esteróis (hopanoides) na membrana 
plasmática. Possuem genes para síntese do NAG (G) 
e do NAM (M), mas não são capazes de organizar a 
ultraestrutura (parede celular)
• Archaea – estrutura química variada:
– Pseudopeptideoglicano (pseudomureína)
– Polissacarídeos, glicoproteínas ou proteínas.
Paredes celulares atípicas Paredes celulares atípicas 
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Parede 
celular 
arqueana
Parede 
celular 
arqueana
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Parede 
celular 
arqueana
Parede 
celular 
arqueana
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULARESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
GLICOCÁLICEGLICOCÁLICE
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
• Cápsula
• Camada limosa
Aderência 
Proteção
Reserva de nutrientes
Escherichia coli enteropatogênica
Funções
Relacionadas à Relacionadas à 
virulênciavirulência
Streptococcus pneumoniae
GLICOCÁLICEGLICOCÁLICE
Formação de biofilme (SPE – 
Substância polimérica 
extracelular)
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
• Polissacarídeos (maioria)
Ex: Streptococcus, Klebsiela, Haemophilus, Neisseria.
• Polipeptídeos
Ex: Bacillus anthracis (ácido D-glutâmico)
NATUREZA QUÍMICA DO GLICOCÁLICENATUREZA QUÍMICA DO GLICOCÁLICE
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
• Locomoção
• Atividade depende de energia (p)
• Quimiotaxia e fototaxia
FLAGELOS BACTERIANOSFLAGELOS BACTERIANOS
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Peritríquio Monotríquio polar 
Lofotríquio polar Anfitríquio polar 
* Atríqueas
DISTRIBUIÇÃO DOS FLAGELOS BACTERIANOSDISTRIBUIÇÃO DOS FLAGELOS BACTERIANOS
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
• Composto de 3 partes:
Filamento
Gancho 
Corpo basal
• Proteína: Flagelina
• Gram positivas: 2 anéis
• Gram negativas: 4 anéis
ESTRUTURAS DOS FLAGELOS 
BACTERIANOS
ESTRUTURAS DOS FLAGELOS 
BACTERIANOS
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
ESTRUTURAS DOS FLAGELOS BACTERIANOSESTRUTURAS DOS FLAGELOS BACTERIANOS
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Espiroquetas: mobilidade exclusiva
FILAMENTO AXIAL (ou endoflagelos)FILAMENTO AXIAL (ou endoflagelos)
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
•Natureza proteica
•Mais curtos que os 
flagelos
•Função ADERÊNCIAADERÊNCIA
relacionada à relacionada à 
virulência virulência 
FÍMBRIAS (PILI)FÍMBRIAS (PILI)
Parte 1: Ultraestruturados Microrganismos
Fímbria especializada importante na conjugação bacteriana 
(aproximação de células compatíveis).
PILUS SEXUALPILUS SEXUAL
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
ESTRUTURAS INTERNAS À PAREDE CELULARESTRUTURAS INTERNAS À PAREDE CELULAR
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Proteínas integrais
Fosfolipídeos
MEMBRANA CELULAR PROCARIÓTICAMEMBRANA CELULAR PROCARIÓTICA
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
• Permeabilidade seletiva
• Transporte de nutrientes
• Processos de conservação de energia: fotossíntese e 
respiração 
• Alvo da ação de agentes antimicrobianos 
MEMBRANA CELULAR PROCARIÓTICAMEMBRANA CELULAR PROCARIÓTICA
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
• Nucleoide – Cromossomo único, circular
 Exceções:
• Plasmídeos – DNA extracromossomal; replicação 
independente
MATERIAL GENÉTICOMATERIAL GENÉTICO
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Exemplos:
• Magnetossomos, Fe3O4 (Aquaspirillum)
• Grânulos de polifosfato
• Grânulos de enxofre (Bactérias púrpuras)
• Poli-β-hidroxibutirato (PHB, ex: Rhodospirillum)
• Glicogênio ou amido
• Vesículas de gás (cianobactérias – flutuação)
 Armazenamento de energia ou reservatório de 
constituintes estruturais.
INCLUSÕES CITOPLASMÁTICASINCLUSÕES CITOPLASMÁTICAS
Poli-β-
hidroxibutirato
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Magnetossomo
(magnetita, Fe3O4 )
Magnetotaxia 
INCLUSÕES 
CITOPLASMÁTICAS
INCLUSÕES 
CITOPLASMÁTICAS
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
INCLUSÕES CITOPLASMÁTICASINCLUSÕES CITOPLASMÁTICAS
Vesículas de 
gás
Vesículas de 
gás
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
• Estrutura de sobrevivência (calor, 
radiação, dessecação, etc.)
• Altamente desidratada
• Formada em algumas bactérias 
Gram positivas
ESPOROS BACTERIANOS (ENDOSPOROS)ESPOROS BACTERIANOS (ENDOSPOROS)
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
ESPORULAÇÃO EM 
Bacillus subtilis
ESPORULAÇÃO EM 
Bacillus subtilis
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
Ciclo 
vegetativo
Esporulação
Divisão
celular
Crescimento
Divisão polar
Pré-esporo
Septo
Célula mãe
Divisão celular assimétrica Engolfamento
Síntese 
do cortex
Cortex
Parede celular
Membrana
Capa do esporo
Síntese 
da capa
Maturação, 
lise celular
Germinação
(esporo livre)
Esporulação e GerminaçãoEsporulação e Germinação
Parte 1: Ultraestrutura dos Microrganismos
• Dispersos no citosol ou aderidos à face interna da 
membrana citoplasmática
• Síntese proteica
• Alvo de vários antimicrobianos
RIBOSSOMOS PROCARIÓTICOSRIBOSSOMOS PROCARIÓTICOS
Parte 2: NUTRIÇÃO MICROBIANAParte 2: NUTRIÇÃO MICROBIANA
Parte 2: Nutrição Microbiana
Parte 2: Nutrição Microbiana
• Necessidades básicas: carbono, nitrogênio, sais 
minerais e água
• Cultivo in vitro e in vivo
Cultivo de Microrganismos: 
•Meios de cultura
•Obtenção de culturas puras
•Condições de incubação
EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS DE 
MICRORGANISMOS
EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS DE 
MICRORGANISMOS
Parte 2: Nutrição Microbiana
• Carbono:
 compostos orgânicos – CHO, aa, lipídeo
 dióxido de carbono – CO2
• Nitrogênio:
 compostos inorgânicos - N2, NO3-, NH3
 compostos orgânicos – aa, bases nitrogenadas
ELEMENTOS QUÍMICOS COMO NUTRIENTESELEMENTOS QUÍMICOS COMO NUTRIENTES
Parte 2: Nutrição Microbiana
• Hidrogênio (H2, H2O), Oxigênio (O2, H2O), Enxofre 
(SO4-) e Fósforo (PO43-)
• Outros elementos: potássio, sódio, cálcio, magnésio, 
ferro, zinco, cobre, manganês, molibdênio, cobalto, etc.
• Fatores orgânicos de crescimento: vitaminas, 
aminoácidos, etc.
ELEMENTOS QUÍMICOS COMO NUTRIENTESELEMENTOS QUÍMICOS COMO NUTRIENTES
Microrganismos que exigem 
fatores orgânicos = FASTIDIOSOS
Microrganismos que exigem 
fatores orgânicos = FASTIDIOSOS
Parte 2: Nutrição Microbiana
Grupo Nutricional Fonte de 
carbono
Fonte de 
energia
Exemplos 
Quimioautotróficos Dióxido de carbono
Compostos 
inorgânicos
Bactérias 
nitrificantes, do 
ferro, do enxofre
Quimioheterotróficos Compostos orgânicos
Compostos 
orgânicos
Bactérias, fungos, 
protozoários
Fotoautotróficos Dióxido de carbono
Luz Cianobactérias, 
algas
Fotoheterotróficos Compostos orgânicos
Luz Bactérias púrpuras 
e verdes não 
sulfurosas 
GRUPOS NUTRICIONAIS MICROBIANOSGRUPOS NUTRICIONAIS MICROBIANOS
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