Anatomia funcional das células procarióticas

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ANATOMIA FUNCIONAL DAS 
CÉLULAS PROCARIÓTICAS 
Prof. João Jaime Giffoni 
Localização da estrutura 
nuclear 
Parede celular 
Reprodução 
Características 
Microrganismos 
procariotos 
Microrganismos 
eucariotos 
Tamanho 0,3 - 5μm 5 - 150μm 
Estrutura nuclear DNA circular, não envolvido 
em proteínas 
DNA complexo, 
proteínas básicas 
Citoplasma 
Sem mitocôndrias ou retículo; 
ribossomos 70S 
Organelas; ribossomos 80S 
DNA concentrado numa zona, 
sem membrana nuclear - 
nucleóide 
DNA no núcleo, rodeado de 
membrana nuclear 
Parede celular rígida, com 
mureína, exceto os 
micoplasmas 
Fungos: glucanas, mananas, 
quitina, celulose. 
Assexuada, por divisão binária 
transversal 
Sexuada ou assexuada 
PROCARIOTOS X EUCARIOTOS 
PROCARIOTOS X EUCARIOTOS 
ESTRUTURA DA CÉLULA BACTERIANA 
Estreptococos 
Diplococos Cocos Diplococos 
encapsulado 
Estafilococos 
Sarcina Tétrade 
FORMAS GERAIS DAS BACTÉRIAS: Cocos 
Microscopia óptica 
Método de Gram 
 Cocos em um arranjo 
denominado estafilococos. 
 Microscopia eletrônica de 
varredura das células 
apresentadas acima. 
FORMAS GERAIS DAS BACTÉRIAS: Cocos 
• Microscopia óptica 
• Método de Gram 
•Cocos formando cadeias, 
um arranjo denominado 
estreptococos. 
Microscopia eletrônica de 
varredura das células 
apresentadas acima. 
FORMAS GERAIS DAS BACTÉRIAS: Cocos 
Estreptobacilo 
Diplobacilo 
Cocobacilo Bacilo 
Paliçada 
FORMAS GERAIS DAS BACTÉRIAS: Bacilos 
Microscopia óptica 
Método de Gram 
Bacilos arranjados dois 
a dois (diplobacilos). 
Microscopia eletrônica de 
transmissão, de um bacilo em 
processo de divisão celular. 
FORMAS GERAIS DAS BACTÉRIAS: Bacilos 
Vibrião Espirilo Filamentosa 
Espiroqueta 
FORMAS GERAIS DAS BACTÉRIAS 
Microscopia óptica de 
fluorescência, de um 
organismo espiralado. 
Microscopia óptica, utilizando um 
procedimento de impregnação com sais 
de prata, revelando a bactéria causadora 
da sífilis, Treponema pallidum (observe 
os grandes neutrófilos próximos às 
bactérias) 
FORMAS GERAIS DAS BACTÉRIAS 
Bactérias em forma de estrela 
Stella sp. 
Bactérias quadradas 
 Haloarcula sp. 
FORMAS GERAIS DAS BACTÉRIAS 
 Glicocálix 
Cápsula, camada viscosa ou polissacarídeo extracelular 
 Cápsulas: 
 Estrutura mais organizada 
Função: 
 Proteger os patógenos da fagocitose 
Permitir a adesão a superfícies 
Impedir o ressecamento 
Fornecer nutrientes 
 Composição 
Polissacarídeos 
 Polipeptídio: o ácido poliglutâmico – em alguns bacilos 
 Cápsulas são freqüentemente perdidas durante a cultura in vitro 
 
GLICOCÁLIX 
Micrografia óptica, empregando 
a técnica de coloração negativa, 
revelando células capsuladas. 
Micrografia eletrônica de 
transmissão, revelando a delgada 
cápsula circundando a célula 
GLICOCÁLIX 
Apêndices filamentosos relativamente longos 
 Partes: 
 Filamento 
Alça 
Corpo basal 
Composição 
 Proteína flagelar (H) 
Antígeno 
FLAGELOS 
Anel L 
Paptideoglicano 
Anel P 
Anel S 
Anel M 
Bastão 
Filamento 
Filamento 
Gancho 
Gancho 
Membrana 
externa 
Perisplasma 
Membrana 
citoplasmática 22nm 
Os diferentes esquemas de organizações dos flagelos nas bactérias: 
A-Monotríquio; 
B-Lofotríquio; 
C-Anfitríquio; 
D-Peritríquio; 
FLAGELOS 
 Taxia: 
 taxia positiva: movimento em direção a um atraente 
 taxia negativa: movimento para longe de um repelente 
FLAGELOS 
Padrão de motilidade 
bacteriana 
FLAGELOS 
 Função 
 Motilidade de células espirais (espiroquetas) 
 Endoflagelo 
 Filamentos axiais ≈ Flagelos 
 
Micrografia eletrônica colorizada, revelando os 
flagelos periplasmáticos (amarelo) 
 
Micrografia eletrônica revelando o flagelo 
periplasmático, situado abaixo da 
membrana externa 
 
FILAMENTOS AXIAIS 
 Fímbrias e pili 
 Apêndices curtos e delgados 
Função: 
 Fimbrias auxiliam as células e aderirem às superfície 
 Pili unem as células para a transferência de DNA de 
uma célula para outra 
Composição 
Proteína 
Pilina 
Micrografia eletrônica de varredura de 
bacilos apresentando fímbrias 
FIMBRIAS e Pili 
Esquema ilustrando a organização estrutural de uma fímbria, assinalando a 
presença de moléculas do tipo adesina, situadas na extremidade da estrutura 
FIMBRIAS e Pili 
 Função 
 Protege a célula das alterações na pressão de água 
Composição 
 Peptideoglicano 
 NAG - N-acetilglicosamina 
 NAM- N. acetilmurâmico 
 Penicilina 
PAREDE CELULAR 
PAREDE CELULAR 
 Formação 
Cerca de 40 camadas de peptideoglicano (15-80 nm espessura) 
 
Ácido lipoteicóico 
 Exposto à superfície ancorado na membrana citoplasmática 
Ácido teicóico 
Ligado ao peptideoglicano 
Função 
 Responsável por ativar o complemento 
Induzir a libertação de citocinas pelos macrófagos 
 
 Proteínas: 
Proteína A de Staphylococcus aureus 
Proteína M de Streptococcus pyogenes 
 Fatores de patogenicidade como aderência ou proteção contra 
ataque fagocitário 
PAREDE CELULAR: Bactéria Gram positiva 
PAREDE CELULAR: Bactéria Gram positiva 
 Formação 
 Peptideoglicano 2 nm espessura 
 
 Membrana externa, rica em proteínas e contendo lipopolissacarídeos 
(LPS) 
Lipopolissacarídeo (LPS) ou endotoxina 
 Açúcar (polissacarídeos O): Antígenos 
 Lipídeo A: Endotoxina 
 
 
PAREDE CELULAR: Bactéria Gram negativa 
 Formação 
 Peptideoglicano 2 nm espessura 
 
 Membrana externa, rica em proteínas e contendo 
lipopolissacarídeos (LPS) 
 
 Proteínas: 
 Receptores (Tsx para bacteriófagos ou OmpA para fimbrias sexuais) 
Transportadores (LamB para maltose ou FepA para ferro) 
Porinas 
PAREDE CELULAR: Bactéria Gram negativa 
PAREDE CELULAR: Bactéria Gram negativa 
 Hans Christian Gram 
 Classificação: Gram-positivas e Gram-negativas 
Gram-positiva Gram-negativa 
 Diferenças estruturais de parede celular 
Quase sempre o primeiro passo para a caracterização de 
amostras de bactérias 
PAREDE CELULARES E MECANISMO DA 
COLORAÇÃO DE Gram 
Lavagem 
c/ água 
Lavagem 
c/ água 
 
Lavagem 
c/ água 
 
Cristal-
violeta 
Lugol 
Álcool Fucsina 
PAREDE CELULARES E MECANISMO DA 
COLORAÇÃO DE Gram 
 Membrana plasmática 
Reveste o citoplasma 
Camada dupla de fosfolipídio com proteína (modelo mosaico fluido) 
 Seletivamente permeável 
 Local ocorre a oxidação fosforilativa, uma vez que bactérias não 
possuem mitocôndrias. 
MEMBRANA PLASMÁTICA 
MEMBRANA PLASMÁTICA 
 O movimento através da membrana plasmática pode ser por: 
 Processo passivo: 
Materiais se movem de áreas de maior concentração para menor, 
sem gasto de energia, 
Difusão simples 
Difusão facilitada 
Osmose 
MEMBRANA PLASMÁTICA 
 O movimento através da membrana plasmática pode ser por: 
 Transporte ativo: 
Materiais se movem das áreas de baixa concentração para alta 
concentração através de permeases 
 Translocação de grupo 
MEMBRANA PLASMÁTICA 
 Citoplasma 
 Componente líquido dentro da membrana plasmática 
 Água 
Moléculas inorgânicas 
DNA, 
RibossomosInclusões 
OUTROS COMPONENTES INTERNOS 
 Ribossomos 
 Numerosos ribossomos 70S 
 rRNA e proteína 
 Unidade de Svedberg, indica a velocidade sedimentação durante a 
centrifugação em velocidade ultra-elevada 
 Tamanho, peso e forma de uma partícula 
OUTROS COMPONENTES INTERNOS 
 Ribossomos 
 Síntese protéica (alvo de antibióticos): 
Estreptomicina e gentamicina: 30S 
Eritromicina e cloranfenicol : 50S 
OUTROS COMPONENTES INTERNOS 
 Inclusões 
 Depósitos de reserva encontrados nas células eucarióticas e procarióticas 
 Grânulos Metacromáticos 
 Fosfato inorgânico (polifosfato), usados na síntese de ATP; 
 Algas, fungos e protozoários, bem como em bactérias; 
 Corynebacterium diphtheriae, agente causal da difteria. 
 Grânulos de polissacarídeo 
 Glicogênio ou amido; 
 Corados com iodo. 
 Inclusões lipídicas 
 Mycobacterium, Bacillus, Azotobacter, Spirillum e outros gêneros; 
 Ácido poli-beta-hidroxibutírico 
 Revelados com corantes Sudão. 
OUTROS COMPONENTES INTERNOS 
 Grânulos de enxofre 
 “Bactérias do enxofre”, do gênero Thiobacillus, obtêm energia 
oxidando o enxofre e compostos contendo enxofre. 
 Carboxissomos 
 Ribulose 1,5-difosfato carboxilase; 
 Bactérias que usam dióxido de carbono como única fonte de 
carbono, requerem esta enzima para fixação do dióxido de carbono 
durante a fotossíntese. 
OUTROS COMPONENTES INTERNOS 
Magnetossomos (Fe3O4) 
 Bactérias Gram negativas, Aquaspirillum magnetoctaticum; 
 Decomposição do peróxido de hidrogênio; 
 Desenvolvimento de meios de cultura para obtenção de magnetita. 
 Vacúolos de gás 
 Procariotos aquáticos, incluindo cianobactérias, as bactérias 
fotossintéticas anoxigênicas e as halobactérias; 
 Vacúolos de gás mantém a flutuação. 
OUTROS COMPONENTES INTERNOS 
Genoma bacteriano: 
 Composto por um cromossoma de DNA circular 
Dupla hélice 
Enrolado 
Nucleóide 
 Superenrolamento devido às 
topoisomerases DNA girase e topoisomerase 
IV 
 
Plasmídeos: 
Moléculas circulares de DNA 
100 – 1000 X menores que o nucleóide 
Reproduzem-se de forma autónoma 
 Possuem genes determinantes do fenótipo 
 
OUTROS COMPONENTES INTERNOS 
 Área nuclear 
Endósporos 
 Estruturas de repouso 
Formado por algumas bactérias para a sobrevivência durante 
condições ambientais adversas 
 Condições adversas: 
 Altas temperaturas 
 Substâncias tóxicas 
 Falta de água 
 Radiação 
 Processo de formação: esporulação 
 Retorno ao estado vegetativo: germinação 
OUTROS COMPONENTES INTERNOS 
 Thermoactinomyces vulgaris : 
 7.500 amos, lodo congelado do Lago Elk 
 Endósporos verdadeiros 
 Bactérias Gram positivas: 
Bacillus spp. 
Clostridium spp. 
Sporosarcina spp. 
 Bactéria Gram negativa: 
Coxiella burnetii 
ENDÓSPOROS 
Endósporos não realizam reações metabólicas 
 Água 
Praticamente eliminada 
 Contém: 
DNA 
Pequenas quantidades de RNA 
Ribossomos 
Enzimas 
Algumas moléculas importantes 
 Dipicolinato de cálcio (ácido dipicolínico) 
Resistência ao calor 
Ácido dipicolínico 
ENDÓSPOROS 
ENDÓSPOROS 
1. O septo do endósporo começa a isolar o DNA 
recém-replicado e uma pequena porção de 
citoplasma 
2. A membrana plasmática começa a circundar o 
DNA, o citoplasma e a membrana isolados na 
etapa “1”. 
3. O septo do endósporo circunda a porção 
isolada formando um pré-endósporo. 
4. A camada de peptideoglicano se forma entre 
as membranas. 
5. Forma-se o revestimento do esporo e este é 
liberado. 
REPRODUÇÃO BACTERIANA 
FUJA!!! 
Ele tá 
armado!! 
OBRIGADO!!