2. Morfologia, estrutura e reprodução das bactérias

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Morfologia, estrutura e reprodução das bactérias
Professor: Gustavo Holanda
Disciplina: Microbiologia e Imunologia
Formas bacterianas
Nomenclatura bacteriana
Regulamentada pelo Código internacional para a nomenclatura de procariontes. 
Sistema binominal criado por Carl von Linné.
Escherichia coli
Staphylococcus aureus aureus
Staphylococcus aureus anaerobius
Spreptococcus pneumonie
Diplococcus pneumonie
Célula bacteriana
Membrana Citoplasmática
Modelo do mosaico fluido
60% de proteínas e 40% de lipídios
Porção hidrofóbica na parte interna e hidrofílica na parte externa.
Pontes de hidrogênio e cátions Mg++ e Ca++.
Membrana Citoplasmática - Funções
Transporte de Solutos
Barreira seletiva
Concentração de metabólitos dentro da célula.
Proteínas de transporte de membrana
Transporte de apenas uma substância de um lado para o outro – Uniport
Transporte de duas substância de um lado para o outro – co-transportadora, Simport ou Antiport.
Difusão facilitada – a favor do gradiente.
Membrana Citoplasmática - Funções
Transporte ativo
Membrana Citoplasmática - Funções
Membrana Citoplasmática - Funções
2. Produção de energia por transporte de elétrons e fosforilação oxidativa.
Presente na membrana
Fotossíntese
Semelhante as plantas e algas
Membrana Citoplasmática - Funções
3. Biossíntese
Enzimas de síntese dos lipídeos da membrana
Peptidioglicano, ácidos teicóicos, lipopolissacarídeos, polissacarídeos extracelulares.
Ligados a membrana
Junções de Bayer
4. Duplicação do DNA
Proteínas do complexo de duplicação
Presentes na membrana
Membrana Citoplasmática - Funções
5. Secreção
Secreção de enzimas que rompem as moléculas do meio
Fornece subunidades que servirão como nutrientes
Toxinas, bacteriotoxinas, penicilinases.
6. Mesossomos
Invaginações
Septal – Se liga ao fuso mitótico na divisão celular
Lateral – Maior transporte de elétrons, maior atividade respiratória e fotossintética.
Parede Celular
Manutenção da forma celular
Importante na divisão celular
Bactérias Gram-positivas e Gram-negativas.
Bactéria Gram-positiva
Bactéria Gram-negativa
Parede Celular – Coloração de Gram
Parede Celular – Coloração de Gram
Parede Celular – Peptídeoglicano
Gram+ - 45% a 50%
Gram- - 5%
N-acetil-glicosamina (NAG), ácido N-acetilmurâmico (NAM) ligados a cadeias laterais de tetrapeptídios (CLT, L-alanina, D-alanina, D-glutamato, mesodiaminopimelato).
Bactéria Gram-positiva
Bactéria Gram-negativa
Parede Celular – Gram+
Peptídeoglicano – 70% a 75% da parede
Ácido teicóico (glicerol e ribitol), Ácido lipoteicóico (LTA) – Facilitar a entrada e saída de cátions, regulação das autolisinas, sítios receptores de bacteriófagos, ligação ao epitélio do hospedeiro, antígenos.
Parede Celular – Gram-
Espaço periplasmático
Ácidos teicóicos não presente.
Membrana externa – Dupla camada lipídica
Lipopolissacarídeo (LPS) – Lipidio A ligado ao antígeno-O
Açucares variáveis na cadeia lateral
Endotoxina
 
Parede Celular – Gram-
Membrana externa – Proteínas
Porinas – passagem passiva de solutos, regulada.
Proteínas de membrana externa (OMP) – transporte de solutos, ligação de fagos e fímbria sexual.
Lipoproteína – Função estrutural, ligação com o peptideoglicano, ponte entre as membranas.
Barreira contra fagócitos, antibióticos, detergentes, metais, enzimas.
Barreira hidrofóbica adicional.
 
Parede Celular – Gram-
Espaço periplasmático
Peptídeoglicano
Enzimas hidrolíticas (proteases, nucleases, lipases) – quebra de moléculas para o transporte interno.
Enzimas capazes de inativar drogas – Ex. beta-lactamases (inativa penicilina).
Outras proteínas de transporte.
Protoplastos e esferoplastos.
 
Parede Celular – Exceções
Arqueobactéricas – peptídeoglicanos diferenciados
Micoplasma – Não possuem parede celular
Formas L – Não possuem parede
 
Cápsula, Camada mucosa e Camada S
Substâncias poliméricas extracelulares.
Sustentação celular em bactérias que não possuem peptídeoglicano verdadeiro.
Reservatório de água e nutrientes
Aumento da capacidade invasiva de bactérias patogênicas.
Produção industrial de polissacarídeos extracelulares (SPE) – Ex. tinta.
Aderência – biofilmes
Aumento do poder infectante – Ex. cáries (Streptococcus mutans).
Aumento da resistência contra biocidas.
Flagelo
Formada por uma proteína chamada de flagelina.
Movimentação – estimulado por taxia (fototaxia ou quimiotaxia).
Fímbrias, Pelos ou Pili 
Principalmente em Gram-negativa.
Menores e mais curtos que os flagelos.
Fímbria F – Troca de material genético durante a conjugação bacteriana.
Sítios de ligação de bacteriófagos
Aderência a superfícies.
Nucleóide
DNA bacteriano
Não possui membrana
Possui histonas
Plasmídeos
DNA circular
Fatores sexuais (fator F)
Fatores de resistência a antibióticos (Fator R).
Componentes citoplasmáticos
Ribossomos
30S + 50S = 70S
Síntese protéica
Grânulos
Reserva de substâncias sem aumentar a pressão interna da célula – glicogênio, amido.
Poli-β-hidroxibutirato (PHB) – plástico biodegradável
Vacúolos Gasosos
Membrana unicamente formada por proteínas.
Em bactérias que vivem flutuando em lagos o mares.
Esporos bacterianos
Presente em bactérias gram-positivas dos gêneros Clostridium e Bacillus, quando o meio se torna carente de água ou nutrientes.
Esporogênese – Processo de formação do esporo.
Bacillus anthracis, Clostridium tetani, Clostridium botulinum.
Reprodução - Transformação
Bactéria competente
DNA é cortado em vários pequenos fragmentos
Complexo eclipse – Formado por proteínas anti-DNAse e o DNA.
Reprodução - Transdução
Mediado por vírus – Fagos
Transdução generalizada – O Fago leva todo DNA bacteriano
Transdução especializada – O Fago leva somente alguns fragmentos do DNA bacteriano.
Reprodução - Conjugação
Requer contato entre as células
Transferência de plasmídios.
Plasmídio F
Formação de uma união específica
Preparação para transferência (mobilização)
Transferência de DNA
Formação de um plasmídio funcional replicativo no receptor
Reprodução - Conjugação
Plasmídio conjugativo
Preparam o contato com a célula receptora.
Plasmídio mobilizável
Prepara o DNA da célula para a transferência
Plasmídio autotransmissível
Conjugativo e mobilizável
Plasmídio F
Plasmídio F+ -> F-
Plasmídio Hfr mais lento