Bacteria Archaea

Prévia do material em texto

24/04/2014 
1 
BACTERIA & ARCHAEA 
Árvore evolutiva da vida 
 A evolução é o processo de modificação de uma linha de descendência ao 
longo do tempo, que resulta no surgimento de novas variedades e espécies 
de organismos. 
 
 Ocorre em qualquer sistema autorreplicante, no qual a variação ocorre 
como resultado de mutação e seleção. 
 
A determinação das relações evolutivas 
 
 As relações filogenéticas entre as células podem ser deduzidas 
comparando-se a informação genética presente em seus ácidos nucleicos 
ou proteínas. 
 
 Pelo fato de todas as células conterem ribossomos (e, portanto rRNA), esse 
pode e foi utilizado para construir uma árvore filogenética de todas as 
células, incluindo os microrganismos. 
 
 
 Etapas de geração de uma árvore filogenética baseada no RNA 
 
 A partir da análise comparativa de sequências de rRNA, três 
linhagens celulares filogeneticamente distintas foram identificadas. As 
linhagens denominadas domínios, são Bacteria e Archaea (ambos 
consistindo em procariotos) e Eukarya (eucariotos ). 
DIVERSIDADE FISIOLÓGICA DOS MICRORGANISMOS 
 
 Todas as células necessitam de energia e uma forma de conservá-la para 
outros usos. 
 Na natureza a energia pode ser obtida a partir de três fontes: 
• Compostos químicos orgânicos, compostos químicos e inorgânicos 
e Luz. 
Quimiorganotróficos: 
 
• Organismos que obtém energia através de compostos químicos orgânicos 
 
Quimiolitotróficos: 
 
• Organismos capazes de utilizar a energia presente em compostos 
inorgânicos 
 
Fototróficos: 
 
• São organismos que contém pigmentos que os permitem utilizar a luz 
como fonte de energia. 
 
24/04/2014 
2 
BACTERIA 
 Contempla a maioria dos procariotos. 
 
 Todos os procariotos patogênicos conhecidos pertencem ao domínio 
Bacteria, assim como milhares de espécies não patogênicas. 
 
 As Protobactérias constituem a maior divisão de Bacteria. 
 
 Muitas bactérias quimiorganotróficas incluindo Escherichia coli, 
 
 Várias espécies Quimiolitotróficos e Fototróficos também pertencem a essa 
divisão. 
 
 Vários patógenos importantes: Salmonella, Rickettsia, Neisseria. 
 
 O filo Gram-positivo compreende vários organismos que são reunidos em 
virtude de sua filogenia e estruturas da parede celular comum. 
 
 Organismos formadores de endósporos Bacillus e Clostridium 
 
 Incluso nesse grupo estão as bactérias láticas, habitantes comuns de matérias 
vegetais em decomposição e laticínios como Streptococcus e Lactobacillus. 
 
 
 
 As cianobactérias correspondem a um grupo filogeneticamente associado a 
bactérias Gram-positivas, sendo organismos fototróficos oxigênicos . 
 
 As cianobactérias desempenham um papel crítico na evolução da vida, pois 
foram os primeiros organismos fototróficos oxigênicos a surgir na terra. 
 
ARCHAEA 
 O domínio Archaea apresenta dois filos: Euryarchaeota e Crenarchaeota 
 
 Amaioria das Archaea cultivadas são extemófilas, com espécies capazes de 
crescer nas maiores temperaturas, salinidades e em extremos de pH quando 
comparados com todos os organismos conhecidos 
 
 No geral as Archaea são quimiotróficas podendo ser tanto quimiolitotróficas 
quanto quimiorganotróficas 
Euryarchaeota 
 
 Contém três grupos de organismos que exibem fisiologias surpreendentemente 
distintas: 
 
 Os Metanogênicos como Methanobacterium, são anaeróbios estritos, seu 
metabolismo é único uma vez que a energia é obtida durante a produção de 
metano. 
 
 São importantes na degradação anaeróbia da matéria orgânica na natureza, 
sendo a maior parte do gás natural encontrado na terra resultado de seu 
metabolismo. 
 
 Os Halófilos extremos exibem parentesco com os metanogênicos , mas são 
fisiologicamente distintos destes. 
 
 Contrariamente aos metanogenicos que morrem com oxigênio, a maioria dos 
halófilos extremos requer oxigênio sendo todos agrupados por sua necessidade de 
grande quantidade de sal (NaCl) para seu organismo e sua reprodução. 
 
 Halófilos (amantes de sal), de fato organismos como Halobacterium apresentam 
tanta afinidade com sal que podem crescer sobre ou no interior de cristais de sal. 
 
 
 Os Termoacidófilos incluem o Thermoplasma um organismo que apresenta 
membrana citoplasmática, sendo desprovido de parede celular. 
 
 O Thermoplasma apresenta melhor crescimento emtemperaturas 
moderadamente elevadas e baixo pH. 
 
 Os Termoacidófilos incluem o Picrophilus, o organismo mais acidófilo dentre 
todos os procariotos conhecidos. 
 
24/04/2014 
3 
Microrganismos eucarióticos 
 Os micro-organismos eucarióticos são relacionados em virtude de sua 
estrutura celular distinta e história filogenética. 
 
 Uma análise do domínio Eukarya revela que os vegetais e animais situam-se 
nas ramificações mais distintas da árvore; tais grupos de ramificação tardias 
são referidos como “ de maior derivação”. 
 
 Alguns dos Eukarya da ramificação precoce são eucariotos estruturalmente 
simples desprovidos de mitocôndrias e algumas outras organelas. 
 
 A maioria desses eucariotos antigos são parasitas do homem e de outros 
animais, incapazes de viver de forma livre e independente. 
 
 
 Coletivamente os eucariotos microbianos são denominados protistas, 
sendoos pricipais grupos as algas, fungos, os protozoários e os bolores 
limosos. 
 
 Os protozoários são encontrados dispersos ao longo da árvore filogenética 
de Eukarya alguns como os flagelados correspondem a espécies de 
ramificações bem precoces, enquanto outros como as espécies do ciliado 
Paramecium surgem posteriormente na árvore filogenética. 
Paramecium 
Membrana citoplasmática em Bacteria e Archaea 
 A estrutura geral da membrana biológica corresponde a uma bicamada 
fosfolipídica que contém componentes hidrofóbicos (ácidos graxos) e 
hidrofílicos (glicerol-fosfato). 
 
 As principais proteínas da membrana citoplasmática apresentam superfícies 
hidrofóbicas nas regiões que atravessam a membrana e as superfícies 
hidrofílicas nas regiões que estabelecem contato com o ambiente e com o 
citoplasma. 
 
 A estrutura geral da membrana biológica corresponde a uma bicamada 
fosfolipídica que contém componentes hidrofóbicos (ácidos graxos) e 
hidrofílicos (glicerol-fosfato). 
 
 As principais proteínas da membrana citoplasmática apresentam superfícies 
hidrofóbicas nas regiões que atravessam a membrana e as superfícies 
hidrofílicas nas regiões que estabelecem contato com o ambiente e com o 
citoplasma. 
 
Agentes que conferem rigidez a membrana 
 
 
 Uma das principais diferenças entre eucariotos e procariotos em relação a 
composição da membrana citoplasmática estanho fato de eucariotos 
apresentarem esteróis que conferem resistência e rigidez a membrana, os 
esteróis estão ausentes em quase todos os procariotos. 
 
 Muitas Bacteria apresentam hopanóides que são moléculas similares aos 
esteróis e provavelmente exercem função similar, em Archaea até o 
momento não foi descrito a presença de hopanóides. 
 
 
24/04/2014 
4 
Membrana de Archaea 
 
 
 Os lipídios da membrana de Archaea diferem de daqueles de Bacteria e 
Eukarya em que os ácidos graxos são unidos ao glicerol por ligações éster, 
os lipídios de Archaea apresentam ligação éter entre o glicerol e sua 
cadeias laterais hidrofóbicas. 
Parede celular de Bacteria: peptideoglicano 
 As espécies de bactérias podem ser divididas em dois grupos principais, 
denominados Gram-positivos e Gram-negativos. 
 
 As diferenças na estrutura da parede celular correspondem à essência do 
processo de coloração de Gram. 
 
 O aspecto dasparedes celulares de células Gram-positivas e Gram-negativas, ao 
microscópio eletrônico, é acentuadamente diferente. 
 
 As paredes celulares de Bacterias apresentam uma camada rígida, a principal 
responsável pela rigidez. Em bactérias Gram-negativas, camadas adicionais 
estão presentes externamente a essa camada rígida. 
 
 A camada rígida denominada peptideoglicano, é um polissacarídeo composto 
por dois derivados de açucares. 
 
 Em bactérias Gram-positivas, cerca de 90% da parede correspondem a 
peptideoglicanos 
 
 
A membrana externa de Bacteria Gram-negativas 
 
 
 
 Em bactérias Gram-negativas, como Escherichia coli, somente cerca 
de 10% da parede celular total consiste em peptideoglicanos, a maior 
parte da parede é composta pela membrana externa. 
 
 Essa camada corresponde efetivamente a uma segunda bicamada 
lipídica, porém não é composta somente por fosfolipídios e proteínas, 
como ocorre na membrana citoplasmática. 
 
Parede celular de Archaea 
 
 
 O peptideoglicano encontra-se ausente na parede celular de Archaea e 
normalmente não apresenta uma membrana externa. Em vez disso uma 
variedade de compostos químicos são encontrados nas paredes celulares de 
Archaea, incluindo polissacarídeos, proteínas e glicoproteínas. 
 
 As paredes celulares de determinadas Archaea metanogênicas apresentam 
Pseudomureína, que é um polissacarídeo muito similar ao peptideoglicano.