02. Morfologia e ultraestrutura de micro-organismos

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MORFOLOGIA E 
ULTRAESTRUTURA DE
MICRO-ORGANISMOS
GAG525 | Microbiologia Agrícola
Prof. Gilberto de Oliveira Mendes 
gilbertomendes@ufu.br
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Objetivos da aula
• Comparar e diferenciar a estrutura celular geral dos procariotos e eucariotos
• Identificar e diferenciar os organismos procarióticos: eubactérias e 
arqueobactérias
• Identificar as três formas básicas e arranjos celulares mais comuns em 
bactérias
• Descrever a estrutura e a função de componentes celulares
• Comparar e diferenciar as paredes celulares das bactérias gram-positivas, 
gram-negativas, micoplasmas e arqueobactérias
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Organização da aula
• Diferenças entre procariotos e eucariotos
• A célula procariótica
◦ Tamanho, forma e arranjo de células bacterianas
◦ Estruturas externas à parede celular
◦ A parede celular
◦ Estruturas internas à parede celular
• A célula eucariótica
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Procariotos x Eucariotos
• Quimicamente similares > ambos possuem ácidos nucleicos, proteínas, 
lipídios e carboidratos
• Utilizam os mesmos tipos de reações químicas para metabolizar o alimento, 
construir proteínas e estocar energia
• Que características os diferem?
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Principais diferenças de procariotos e eucariotos
Procariotos (gr. pré-núcleo) Eucariotos (gr. núcleo verdadeiro)
DNA não envolvido por membrana, um único 
cromossomo circular
DNA encontrado no núcleo (separado do 
citoplasma por membrana), múltiplos 
cromossomos
Ausência de organelas com membrana Presença de organelas com membrana
Parede celular quase sempre composta por 
peptideoglicano ou substância similar
Parede celular quimicamente simples (quando 
presente)
Divisão por fissão binária Divisão envolve mitose
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Organização da aula
• Diferenças entre procariotos e eucariotos
• A célula procariótica
◦ Tamanho, forma e arranjo de células bacterianas
◦ Estruturas externas à parede celular
◦ A parede celular
◦ Estruturas internas à parede celular
• A célula eucariótica
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Os procariotos
• Bactérias ou eubactérias (Bacteria)
◦ Parede celular contendo peptideoglicano
• Arqueobactérias (Archaea)
◦ Parede celular, se presente, não contém 
peptideoglicano
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Tamanho de células bacterianas
Diâmetro: 0,2 a 2 µm
Comprimento: 2 a 8 µm
1 µm = 0,001 mm
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1m
Formas bacterianas
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Bacilo = forma
Bacillus = gênero bacteriano
Arranjos 
bacterianos
Cocos
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Arranjos 
bacterianos
Bacilos
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Formas espiraladas 
bacterianas
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Rígido
Flexível
Outras formas bacterianas
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Haloarcula > arqueobactéria
Organização da aula
• Diferenças entre procariotos e eucariotos
• A célula procariótica
◦ Tamanho, forma e arranjo de células bacterianas
◦ Estruturas externas à parede celular
◦ A parede celular
◦ Estruturas internas à parede celular
• A célula eucariótica
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A célula procariótica
Estruturas externas à parede celular
• Glicocálice
• Flagelos
• Filamentos axiais
• Fímbrias
• Pili (singular: pilus)
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Glicocálice (= capa de açúcar)
• Material viscoso e gelatinoso secretado 
pela célula
• Composto de polissacarídeo, polipeptídeo 
ou ambos
• Funções:
◦ Adesão
◦ Proteção contra fagocitose, desidratação
◦ Reserva de nutrientes
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Cápsula
Substância é organizada e 
firmemente aderida à 
parede
Camada limosa
Substância desorganizada 
e fracamente aderida à 
parede
Flagelos
• Apêndices filamentosos compostos por 3 
partes
◦ Filamento (composto por flagelina)
◦ Gancho
◦ Corpo basal
• Motilidade em bactéria
◦ Permite ir em direção de ambiente favorável 
ou fugir de ambiente desfavorável
◦ Estímulos que direcionam movimento (taxia):
◦ Químico: quimiotaxia
◦ Luz: fototaxia
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Arranjos de flagelos bacterianos
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Filamentos axiais
• Também chamado de 
endoflagelo
• Feixe de fibras em espiral nas 
extremidades da célula por 
baixo de uma bainha
• Presentes em espiroquetas
◦ Treponema palidum > agente 
causal da sífilis
• Movimento similar ao de saca-
rolha
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Fímbrias
• Apêndices em forma de pelos
• Podem ocorrer nos polos ou em 
toda a superfície da célula
• Função > aderência
• Envolvidas na formação de 
biofilmes
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Pili
• Apêndices em forma de pelo 
normalmente mais longos que as 
fímbrias
• Apenas 1 ou 2 por célula
• Função
◦ Transferência de DNA (conjugação)
◦ Motilidade
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Organização da aula
• Diferenças entre procariotos e eucariotos
• A célula procariótica
◦ Tamanho, forma e arranjo de células bacterianas
◦ Estruturas externas à parede celular
◦ A parede celular
◦ Estruturas internas à parede celular
• A célula eucariótica
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A parede celular
• Estrutura semirrígida responsável pela forma da célula
• Principal função > proteção contra lise osmótica
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A parede celular
• Composta de peptideoglicano
(sozinho ou em combinação com 
outros compostos)
◦ Alvo de agentes antimicrobianos > 
lisozima e penicilina
• Diferenças na composição separam 
bactérias em 2 grupos:
◦ Gram-positivas
◦ Gram-negativas
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Parede celular de bactérias gram-positivas
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Parede celular de bactérias gram-negativas
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A coloração de Gram
Diferenciação de bactérias gram-positivas e gram-negativas
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Paredes celulares atípicas
• Mycoplasma
◦ Não possuem parede celular
◦ Esteróis na membrana plasmática > proteção contra lise
• Arqueobactérias
◦ Parede celular composta de polissacarídeos e proteínas, mas não peptideoglicano
◦ Parede com pseudomureína (semelhante a peptideoglicano)
◦ Geralmente não podem ser coradas pela coloração de Gram (aparecem como gram-
negativa porque não possuem peptideoglicano)
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Organização da aula
• Diferenças entre procariotos e eucariotos
• A célula procariótica
◦ Tamanho, forma e arranjo de células bacterianas
◦ Estruturas externas à parede celular
◦ A parede celular
◦ Estruturas internas à parede celular
• A célula eucariótica
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Membrana 
plasmática 
procariótica
Menos rígidas que membranas 
de eucariotos, pois não 
possuem esteróis
Exceção: Mycoplasma
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Funções da membrana plasmática
• Permeabilidade seletiva
◦ Atravessam: água, O2, CO2 e alguns açúcares simples
◦ Não atravessam: moléculas grandes, como proteínas
• Abriga enzimas envolvidas na metabolização de nutrientes
• Processos de geração de energia
◦ Fotossíntese
◦ Respiração celular
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Citoplasma
• Composto por 80% de água e proteínas, carboidratos, lipídeos, íons 
inorgânicos e compostos de baixo peso molecular
• Principais estruturas no citoplasma de procariotos
◦ Nucleoide > cromossomo bacteriano
◦ Ribossomos 
◦ Inclusões (reservas de nutrientes)
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Ribossomos procarióticos
• Dispersos no citoplasma
• Síntese proteica
• Alvo de antimicrobianos (ex. estreptomicina e gentamicina)
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S: unidade Svedberg (coeficiente de sedimentação sob ultracentrifugação)
Inclusões citoplasmáticas
• Grânulos metacromáticos > reserva de 
fósforo
• Grânulos de polissacarídeo > glicogênio e 
amido
• Lipídeos > poli-ß-hidroxibutirato
• Grânulos de enxofre > reserva de energia
• Magnetossomos > Fe3O4
• Vesículas de gás > flutuação em 
cianobactérias
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Endosporos bacterianos
• Estrutura de resistência formada em condições desfavoráveis
• Célula desidratada com parede celular espessa e camadas adicionais
• Exclusivo de bactérias
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• Altamente resistentes > sobrevivem a alta temperatura, 
falta de água e exposição a compostos tóxicos e radiação
◦ Podem resistir até 19 h em água fervente
◦ Endosporos encontrados no intestino de abelhasencapsuladas em 
âmbar de 25 a 40 milhões anos foram capazes de germinar em meio 
de cultura
Endosporo
bacteriano
Processo de formação
1 célula forma 1 endosporo > 
não é considerado como meio 
de reprodução
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Organização da aula
• Diferenças entre procariotos e eucariotos
• A célula procariótica
◦ Tamanho, forma e arranjo de células bacterianas
◦ Estruturas externas à parede celular
◦ A parede celular
◦ Estruturas internas à parede celular
• A célula eucariótica
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Os eucariotos
• Domínio Eukarya
◦ Fungos
◦ Algas
◦ Protozoários
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Estruturas comuns a procariotos e eucariotos
• Flagelos e cílios
◦ Procariotos: estrutura simples (flagelina), movimento rotatório
◦ Eucariotos: estrutura complexa (microtúbulos de tubulina), 
movimento ondulatório
• Parede celular
◦ Procariotos: estrutura complexa (peptideoglicano ou 
pseudomureína)
◦ Eucariotos: estrutura simples (celulose, quitina, glicana ou manana) 
ou ausente (protozoários)
• Glicocálice > em eucariotos está presente apenas em células que 
não possuem parede celular
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Estruturas comuns a procariotos e eucariotos
• Membrana plasmática > membranas eucarióticas podem conter esteróis
• Citoplasma
◦ Em eucariotos existem microfilamentos e microtúbulos que formam o citoesqueleto > 
confere suporte e forma e auxilia no transporte de substâncias
◦ Muitas enzimas que são encontradas no citoplasma de procariotos estão em organelas 
nos eucariotos
• Ribossomos
◦ Eucarióticos são maiores e mais densos > 80S (subunidades 60S e 40S)
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Estruturas exclusivas de eucariotos
• Núcleo
• Centrossomo
• Retículo endoplasmático
• Complexo de Golgi
• Lisossomos e peroxissomos (catalase > eliminação de H2O2)
• Vacúolos
• Mitocôndrias
• Cloroplastos
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Mitocôndrias
“Central de energia” da célula
Ciclo de Krebs > matriz
Respiração celular > cristas
2 membranas
Ribossomos 70S (igual ao de 
procariotos)
Possuem seu próprio DNA e a 
maquinaria para sua 
replicação, transcrição e 
tradução
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Cloroplastos
Fotossíntese
Ribossomos 70S (igual ao de 
procariotos)
Possuem seu próprio DNA e a 
maquinaria para sua 
replicação, transcrição e 
tradução
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Teoria endossimbiótica
• Surgimento da vida (há 3,5-4 bilhões de anos) > organismos simples, 
similares a células procarióticas
• Surgimento de células eucarióticas > 2,5 bilhões de anos atrás
◦ Células bacterianas maiores engolfaram células bacterianas menores
◦ Relação simbiótica > célula maior supre nutrientes e célula menor (endossimbionte) 
produz energia
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Teoria 
endossimbiótica
Engolfamentos:
Bactéria não fotossintetizante 
> mitocôndria
Bactéria fotossintetizante 
(cianobactéria) > cloroplasto
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Evidências da teoria endossimbiótica
• Semelhanças de mitocôndrias e cloroplastos com procariotos:
◦ Tamanho e forma
◦ DNA circular
◦ Ribossomos 70S 
• Mitocôndrias e cloroplastos podem se reproduzir independentemente da 
célula hospedeira
• 2 membranas > 1 proveniente da célula engolfada e outra da célula maior
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Teoria 
endossimbiótica
Engolfamentos:
Bactéria não fotossintetizante 
> mitocôndria
Bactéria fotossintetizante 
(cianobactéria) > cloroplasto
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Organização da aula
• Diferenças entre procariotos e eucariotos
• A célula procariótica
◦ Tamanho, forma e arranjo de células bacterianas
◦ Estruturas externas à parede celular
◦ A parede celular
◦ Estruturas internas à parede celular
• A célula eucariótica
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Agora é com vocês...
Leitura recomendada: Tortora, capítulo 4 > 
Anatomia funcional das células procarióticas e 
eucarióticas
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