Microbiologia: Morfologia da Célula Bacteriana

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MICROBIOLOGIA
MORFOLOGIA E ESTRUTURA DA CÉLULA BACTERIANA
Germes, micróbios e microorganismos. 
É o ramo da biologia que estuda os seres vivos microscópicos (bactérias, fungos e vírus).
Funções
Doenças
Manutenção do equilíbrio da vida
Cadeia alimentar
Reciclagem
Digestão 
Síntese de vitaminas
Síntese de compostos químicos
Indústria alimentícia
*Transição epidemiológica – fase rural para fase industrial.
Resistência aos antimicrobianos está fazendo com que haja uma nova transição epidemiológica.
NOMENCLATURA
Eschericia coli (itálico ou sublinhado) E. coli
Primeira palavra – Gênero (primeira letra maiúscula)
Segunda palavra – Espécie (tudo minúsculo)
CÉLULA PROCARIÓTICA
Bactérias são procariotos
0,5 a 5 micrômetros de diâmetro
Unicelulares, mas podem se agrupar.
Vistos em microscopia óptica e eletrônica.
FORMAS DA CÉLULA BACTERIANA
ESFÉRICA (Cocos)
Diplococos 
Estreptococos
Estafilococos
Sarcina
Tétrada
CILÍNDRICA (Bacilos)
Cocobacilos
Diplobacilos
Estreptobacilos
Paliçadas
ESPIRAL
Vibrião 
Espirilo
Espiroqueta
ENVOLTÓRIO CELULAR
São as camadas que circundam as células procarióticas.
Tudo que está em volta do citoplasma.
(membrana, parede, capsula).
COLORAÇÃO DE GRAM
Gram-positiva: azul/roxa
Gram-negativa: rosa/vermelha
BACTÉRIAS GRAM POSITIVAS (BGP)
O envoltório possui 2 ou 3 camadas:
Membrana citoplasmática
Parede celular (Camada do envoltório celular situada entre a membrana citoplasmática e a cápsula) rica em peptideoglicanos.
Camada externa (cápsula): somente em algumas bactérias.
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
Bicamada lipídica (40%): rica em fosfolipídios (procariotos não tem esteróis).
Proteínas (60%): Imersas na bicamada lipídica.
PAREDE CELULAR 
Camada do envoltório celular situada entre a membrana citoplasmática e a cápsula.
Camada rígida, rica em peptideoglicanos.
Mantém a forma coco/bacilo da bactéria.
Mantém a pressão osmótica no interior da bactéria.
Atua como primer iniciador da divisão celular.
Nas BGP esta camada é mais espessa (até 40 camadas).
Relativamente simples: formada por peptideoglicanos (70 a 75%) e ácido teícóico (25 a 30%).
PEPTÍDEOGLICANO
(mureína, mucopeptídeo, mucocomplexo e glicopeptídeo).
É um polímero complexo formado por 3 partes: 
Arcabouço composto pela alternância de moléculas de N-acetil-glicosamina (NAG) com um ácido N-acetil-murâmico (NAM).
Um conjunto de cadeias laterais idênticas de tetrapeptídeos ligados covalentemente ao NAM (L-alanina, D-glutamato, aminoácido diamínico, D-alanina).
Um grupo de ligações cruzadas peptídicas idênticas.
ÁCIDO TEICÓICO
Resíduos de glicerol ou rubitol unidos por ligações fosfodiéster:
Ácidos teicóico de parede: ligados ao peptideoglicano.
Ácido lipoteicoico (LTA): Ligados a fração lipídica da membrana. 
CAMADA EXTERNA (cápsula, glicocálice, camada mucosa, camada s):
Somente em algumas bactérias.
Polímeros orgânicos (geralmente polissacarídeos) depositados para fora da parede celular.
Cápsula: Camada ligada à parede celular com revestimento limitado e definido. 
Glicocálice ou camada mucosa: massa amorfa dispersa, desligada da célula. 
Camada S: comum nas arqueobactérias, não contém polissacarídeos, mas proteínas e glicopeptídeos ligados à parede.
CAMADA EXTERNA BGP
Funções 
Reservatório de água e nutrientes.
Aumentam a capacidade de invasão (cápsula).
Aumentam a aderência (glicocálice).
Aumentam a resistência antimicrobiana e antifagocítica.
BACTÉRIA GRAM NEGATIVA
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA
Membrana citoplasmática (membrana interna)
PAREDE CELULAR
Membrana externa
Espaço periplasmático 
Camada fina de peptideoglicano: camada fina e não contém ácido teicóico.
MEMBRANA EXTERNA
Dupla camada lipídica
Camada interna: fosfolipídeos
Camada externa: Lipopolissacarídeos (LPS) e proteínas submersas.
Lipo (quadrado amarelo) Lipídio A Endotoxina.
PROTEÍNAS SUBMERSAS NA MEMBRANA EXTERNA:
Porinas (poros) – (rosas com furo na imagem)
Proteínas da membrana externa (outer membrane proteins – OMPs): Transporte de solutos e também atuam como fimbria sexual ou fago. (Em marrom na imagem) 
Lipoproteínas: Função estrutural: Liga o peptideoglicano à parte lipídica. (amarelas no espaço periplasmático na imagem)
ESPAÇO PERIPLASMÁTICO
Espaço localizado entre a membrana interna e externa.
Peptideoglicanos.
Enzimas hidrolíticas (proteases, lipases e nucleases. Ex: B-lactamase).
Proteínas transportadoras.
CÁPSULA
Semelhante à das BGP
PAREDE CELULAR + ESPAÇO PERINUCLEAR = DENTRO DA PAREDE CELULAR.
MEMBRANA INTERNA PAREDE CELULAR CÁPSULA.
A diferença da parede celular da BGP e da BGN é que na GP tem peptideoglicano e ácido teicóico. 
A coloração de gram depende da camada de peptideoglicanos e da presença de camada externa.
NUTRIÇÃO E METABOLISMO BACTERIANOS
A maior parte do peso seco dos microrganismos consiste em matéria orgânica constituída pelos elementos: 
C, H, N, P e S. 
			
Proteínas, lipídios	Ácido nucleico,		 Aminoácidos e vitaminas.
e carboidratos.	 Fosfolipídios, lipídio A e ácido teicóico.			
Íons inorgânicos são necessários para a catálise enzimática e para manter gradientes químicos através das membranas. K, Na, Fe, Mg, Ca e Cl.
PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE ENERGIA METABÓLICA
Os três principais processos de produção de energia metabólica são:
Respiração celular: processo de obtenção de energia mais utilizado dos seres vivos. Há o consumo de glicose e oxigênio, com liberação de gás carbônico, energia água e ocorre nas mitocôndrias.
Fermentação: É um processo anaeróbio de síntese de ATP onde ocorre o aceptor final de hidrogênios é um composto orgânico. Ocorrem com algumas bactérias em situação de anaerobiose.
Fotossíntese: Produzem energia metabólica por meio da luz solar utilizando gás carbônico e água, com liberação de oxigênio. Ex: plantas verdes, algas e algumas bactérias.
Três formas para produção de piruvato através da glicólise:
Fermentação ácido lático – diminuição do pH.
Oxidação aeróbia
Fermentação alcóolica.
CLASSIFICAÇÃO NUTRICIONAL E METABÓLICA DOS MICRORGANISMOS
Quanto à fonte de energia:
Quimiotróficos: Utilizam compostos químicos para obter energia (litotrófica e organotrófica).
Fototróficos: Utilizam luz solar para obter energia.
Quanto à fonte de carbono:
Heterotróficos: Utilizam compostos orgânicos como principal fonte de carbono.
Autotróficos: Utilizam compostos inorgânicos ...
Quanto à utilização do O2 atmosférico:
Aeróbias: exigem oxigênio como aceptor final de hidrogênio.
Microaerófilas: Exigem oxigênio, mas em pequena quantidade. Não toleram as pressões atmosféricas. 
Anaeróbias estritas ou obrigatórias: Não toleram a presença de oxigênio livre. Morrem em sua presença.
Anaeróbias não estritas: Não utilizam o oxigênio, mas em sua presença, não morrem.
Anaeróbias facultativas ou aeróbias facultativas: Na presença de oxigênio elas o utilizam e crescem, mas em sua ausência também se desenvolvem.
Quanto à temperatura de crescimento:
SEMPRE DETERMINADA PELA ESTEOQUÍMICA DAS PROTEÍNAS
Psicrófilos: 0 a 20ºC
Mesófilo
Termófilo
Hipertermófilo
Fator pH
Fatores que regulam o crescimento, assim como, a formação de endoesporos.
Neutrófilos: 6 – 8
Acidófilos: Em torno de 3
Alcalófilas: Em torno de 10.
Quanto à concentração de sal: Desenvolver-se em ambiente com altas concentrações de sal.
Halotolerante
Halófilo
Halófilo extremo.
MEIOS DE CULTURA
Meios sintéticos: Composição química quantitativa e qualitativamente conhecida.
Meios complexos: Composição química não bem definida. Ex: extrato de carne, levedura, soja, sangue. (ágar sangue, meio não seletivo, permite o crescimento de bactérias G+ e -).
Meios seletivos: Impedem o crescimento de outros microrganismos. 
Meios diferenciais: Conferem características especiais às colônias que em condições normais seriam idênticas....
Meios aquosos
Meios sólidos.
MEIOS DE CULTURA – ISOLAMENTO DE BACTÉRIAS
Diluição seriada
Semeadura
CRESCIMENTO BACTERIANO
Crescimento bacteriano: É o somatório dos processos metabólicosprogressivos que conduzem à reprodução (divisão binária e brotamento).
Crescimento individual
Crescimento populacional
Idade da bactéria – tempo de geração – velocidade de crescimento: Espaço de tempo entre a fissão que a origina e a divisão que a duplicará.
Tamanho adulto da bactéria: tamanho da bactéria na hora da divisão.
Curva de crescimento bacteriano: Quando uma bactéria é semeada em condições apropriadas, o seu crescimento segue uma curva definida e característica, que pode ser dividida em 4 fases: