Aula 2. Estrutura de células procarióticas

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“Estrutura de células 
procarióticas” 
Características estruturais das células procarióticas
Morfologia bacteriana: se classificam quanto a forma e arranjo
1. Forma:
- cocos: células esféricas, arredondadas ou ovóides 
- bastonetes ou bacilos: células cilíndricas 
- espirilos: células helicoidais ou em espiral 
- vibrio: rineforme ou vírgula 
� Formas incomuns
- espiroquetas: altamente espiralada
- bactérias filamentosas : semelhantes a fungos 
- bactérias apendiculadas: apresentam extensões na forma de tubos 
� Pleomorfismo: bactérias que apresentam alteração na morfologia
BACTÉRIAS
2. Arranjos ou agrupamentos bacterianos
� São resultado dos diferentes planos de divisão celular 
Arranjos de cocos
- Diplococos: pares
- Estreptococos: cadeias (colar)
- Estafilococos: cachos 
- Tétrades: quadrados
- Sarcina: cubos 
Arranjos de bastonetes
- Diplobacilos: pares 
- Estreptobacilo: cadeias
- Paliçada: lado a lado (palitos de fósforo)
- letras chinesas ou em V , Y 
Formas e arranjos bacterianos
estreptococo
diplococo
tétrades
sarcina
estafilococos
Planos de divisão e arranjos bacterianos
3. Tamanho
� as menores células
� grande variação de tamanho
� maioria entre 0,5-2 μm diâmetro
� se 1 μm então 10.000 bactérias: 1 cm
� 1012 bactérias pesam aprox. 1 g
� grande relação superfície - volume
� vantagem???
� Aumento de tamanho � redução relação S/V � baixa difusão 
� Grande superfície de contato com meio externo (nutrientes)
� Alta taxa metabolismo e crescimento celular
Tamanho, forma e arranjo � aparência externa da célula 
Aparência interna: ultra-estruturas celulares
Estrutura das células procarióticas 
FLAGELOS E FÍMBRIAS
Flagelos
- Filamentos que se projetam para fora da célula a partir da membrana 
- comprimento: 15-20 μm espessura: 12-20 nm
- constituído por proteína � flagelina
- proteína flagelar: usada identificar algumas bactérias patogênicas 
- número e distribuição variável de acordo com gênero e espécie
�Funções: LOCOMOÇÃO 
Participa da quimiotaxia e fototaxia 
Classificação dos flagelos 
a) Polares: nas extremidades da célula
b) Peritríqueos: sobre toda a superfície
Monotríqueo
Lofotríqueo
Anfitríqueo
Monotríqueo
Lofotríqueo
Anfitríqueo
Peritríqueo
� velocidade 50-60 x comprimento/s
� flagelo é a principal estrutura de locomoção bacteriana
� nem todas as bactérias são móveis !!! 
� nem todas as móveis tem flagelos !!!!
� bactérias deslizantes
Movimento:
� Buscar ou fugir de condições ambientais favoráveis/desfavoráveis 
� quimiotaxia: movimento resposta química do meio� busca níveis 
elevados de nutrientes, afastar de substâncias inibitórias
� fototaxia: movimento em busca de luz (bactérias fotossintéticas) 
Fímbrias e pêlos (pili)
� fímbrias : numerosos, finos (3 a 10 nm) e curtos
� pelos: mais longos e em menor número
� composição protêica (pilina)
� envolvidos na adesão à superfícies (fator colonização)
� fatores de virulência (adesinas)
� pêlo F: adesão e transferência material genético entre bactérias 
� pêlo F: conjugação bacteriana (diversidade genética – resistência)
Glicocálice
� Camada externa de material viscoso 
� Composta por polissacarídeos (maioria) ou polipeptídeos (minoria)
Cápsula: camada definida e aderida firmemente a célula 
Camada limosa: camada desorganizada e ligada de forma frouxa a célula 
� tende a ser solúvel em água e torna o meio viscoso
Funções:
- Aderência a superfícies inertes (inespecífica)
- Proteção contra o dessecamento (perda água) 
- Reserva nutritiva
- Proteção contra fagocitose e bacteriófagos
PAREDE CELULAR
Funções básicas
� Rigidez e manutenção da forma celular
� proteção osmótica
� proteção mecânica (barreira)
� permeabilidade (peneira)
� essencial ao crescimento e divisão
� responsável por reações de coloração diferencial (Gram)
Presente em todas as eubactérias : exceção gênero Micoplasma
Composição da parede celular
Diferencia dois tipos de eubactérias: Gram positivas e Gram negativas
Composição parede celular de Bactérias Gram + e Gram -
Gram + Gram -
Peptideoglicano 50% Peptideoglicano 5-10%
Ácidos teicóicos Fosfolipídeos
Lipopolissacarídeos (LPS)
Lipoproteínas
� Coloração Gram: Christian Gram 1884
Parede celular Gram positiva
Ácido teicóico: exclusivo da parede de bactérias gram positivas
Peptideoglicano (mureína ou mucopeptídeo):
- exclusivamente encontrado no domínio eubacteria, 
- responsável pela rigidez da parede celular
- polímero complexo pode formar até 20 camadas (G +).
Composição química:
- derivados de açúcares: a N-acetilglicosamina (G) e ácido N-
acetilmurâmico (M), unidos alternadamente, através de ligações ß-1,4. 
- O grupo carboxil de cada molécula de M liga-se a um tetrapeptídeo, 
composto por aminoácidos que alternam-se nas configurações L e D.
- D-glutamato, D-alanina e o ácido meso-diaminopimélico não são 
encontrados em qualquer outra proteína conhecida. 
Peptideoglicano
Os aminoácidos ligados ao N-acetil murâmico variam entre os gêneros
Estrutura geral do peptideoglicano 
Estrutura do peptideoglicano para E. coli
Estrutura do peptideoglicano para S. aureus
Parede celular de bactérias Gram negativas
Parede celular de bactérias Gram negativas:
� Presença de membrana externa
� Entre a membrana citoplasmática e membrana externa: periplasma
� fina camada de peptideoglicano no periplasma
� membrana externa é composta principalmente de LPS e fosfolipídeos
� porinas: canais de difusão de pequenas moléculas
Lipoproteínas: ligam-se ao peptideoglicano, ancorando membrana 
externa à camada de peptideoglicano.
Fosfolipídeos: idem aos presentes na membrana citoplasmática
Lipopolissacarídeos: camada externa da membrana 
LPS é composto por 3 segmentos:
� lipídeo A: 
� polissacarídeo interno
� antígeno O ( polissacarídeos se estendem p/ fora célula)
Estrutura do LPS 
� Composição química dos componentes é variável mas sequência se mantém
Antígeno O: a cadeia de açúcares se estende para fora da célula e atuam 
como antígenos (resposta imune) sendo úteis na identificação de patógenos 
Ex: E. coli 0157:H7 diferenciada das outras por reação a antígenos específicos 
Lipídeo A: além de função estrutural atua como endotoxina
- tóxica a animais 
- causa febre, dores, choque podendo levar a morte
- na indústria farmacêutica é referida como pirogênio
- estável a tratamento térmico (autoclave 1 h)
PERIPLASMA
- função da membrana externa é impedir a saída de certas enzimas localizadas 
externamente a membrana citoplasmática� periplasma
- em E. coli possui 12-15 nm espessura contendo várias proteínas: enzimas 
hidrolíticas, proteínas de ligação, quimiorreceptores 
Compostos que afetam a Integridade da Parede Celular Bacteriana
Lisozima: enzima cliva ligações β-1,4 no peptideoglicano
� células Gram positivas: lisozima origina protoplastos (sem parede celular)
� Gram negativas: lisozima origina esferoplastos (resquícios de parede)
Penicilina: antibiótico impede a ligação cruzada entre os amino-ácidos do 
peptideoglicano. Com a síntese bloqueada, resulta a formação de uma 
célula de parede defeituosa.
Que tipo de bactéria é mais sensível a antibióticos da classe das penicilinas?
Membrana citoplasmática
Estrutura delgada (8 nm) que envolve a célula
Composição química :
� Fosfolipídeos 
� Proteínas 
Estrutura: 
� Bicamada de fosfolipídeos
� orientação confere estabilidade em meio aquoso (espontânea)
� porção interna hidrofóbica e externa hidrofílica
� eubactérias AG saturados (C16-C18) unidos ao glicerol por ligação éster 
� membrana procariotos não contém esteróis (colesterol): mais flexível
Organização da membrana citoplasmáticaMosaico fluído: proteínas e fosfolipídeos se movimentam 
Proteínas atravessam membrana – padrão de mosaico
Funções da membrana:
- Permeabilidade seletiva: regula transporte para dentro e fora da célula
- barreira protetora 
- sítio de ligação de diversas proteínas 
- conservação de energia: sítio de geração força proton-motiva (FPM)
Citoplasma
� Formado por 80% água
� contém DNA, inclusões e plasmídeos. 
� apresenta um grande concentração de ribossomos e proteínas
� fluído denso onde ocorrem inúmeras reações químicas
� não possui retículo (rede fibras) 
Ribossomos
Estrutura e composição:
� livres no citoplasma ou associados à membrana citoplasmática
� partículas compostas por proteínas e rRNA
� duas subunidades: coeficiente de sedimentação 70 S (50 e 30 S). 
Função:
� Síntese protêica
Sítio de ação de vários antibióticos: 
� cloranfenicol, eritromicina, aminoglicosídeos
Nucleóide
Estrutura e Composição
� DNA circular de fita dupla
� 1 cromossoma (grande maioria) 
� fita supernovelada, dispersa no citoplasma
� não apresenta membrana nuclear nem histonas
� pode ocupar até 20% do citoplasma
Função: 
� Armazenamento das informações genéticas
Plasmídeos
Estrutura e composição:
- Pequena fita de DNA fita dupla
- circular e extracromossomal
- geralmente leva de 5 a 100 genes
- replicação independente 
- podem existir várias cópias na mesma célula
- podem existir diferentes plasmídeos em uma mesma bactéria 
Funções do plasmídeo
- armazenamento informações genéticas adicionais
- codificação de resistência a antimicrobianos
- codificação síntese de toxinas
- codificação do pili sexual (pêlo F) 
Corpúsculos de inclusão
Função e composição:
� grânulos de armazenagem
� utilizados como fonte de material de reserva ou energia
� geralmente insolúveis 
� compostos orgânicos armazenados: glicogênio, amido, poliidroxibutirato
� inorgânicos: polifosfatos (volutina ou metacromáticos) e enxofre
� magnetossomos: partículas intracelulares de magnetita (Fe3O4), que 
originam um dipolo magnético na célula.
Endosporos
• Estrutura de resistência particular de eubactérias
• Formados sob condições ambientais desfavoráveis
• Alta resistência ao calor, radiações, desinfetantes e desidratação 
• Baixo conteúdo H2O, >Ca, presença de ácido dipicolínico
• Formação de dipicolinato cálcio: responsável pela alta resistência 
• Bactérias permanecem nesta fase latente até encontrarem 
condições favoráveis � germinação
• O endosporo germina dando origem a novas células vegetativas
• Viabilidade é mantida por tempo indeterminado
• Gêneros: Bacillus, Clostridium, Sporosarcina, Desulfotomaculum 
Ácido dipicolínico
Dipicolinato de calcio
Formação de endosporo
Variação na morfologia dos 
endosporos. (1, 4) Endosporo 
central, (2, 3, 5) Endosporo 
terminal, (6) Endosporo lateral Coloração de endosporos 
(verde malaquita)
âmbar 135 milhões de anos Bacillus sp.
ESTRUTURAS DAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS
FUNDAMENTAIS
- PAREDE CELULAR
- MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
- CITOPLASMA
- RIBOSSOMAS 
- NUCLEÓIDE
ACESSÓRIOS
- FLAGELO
- FÍMBRIAS
- CÁPSULA
- INCLUSÕES
- PLASMÍDEO
- ENDOSPORO
- MESOSSOMOS
Fundamentais para a 
viabilidade celular
Conferem características 
adicionais a célula