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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA BAHIA 
 
Departamento de Ciências Naturais 
MICROBIOLOGIA 
 
Morfologia 
E 
Citologia Bacteriana 
Profª Maria Lucia Garcia Simões 
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CARACTERIZAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS 
 
A caracterização e a classificação dos organismos vivos são os principais objetivos em todos 
os ramos da Ciência Biológica. A partir do momento em que um organismo é completamente 
conhecido, torna-se possível fazer comparações com outros, determinando semelhanças e 
diferenças. 
As comparações das características de grande número de microrganismos resultam, 
eventualmente, num sistema de agrupamento das espécies semelhantes. Por fim, cria-se um grupo 
com características muito semelhantes, que é considerado como uma espécie e recebe um nome 
específico, isto é, o microrganismo adquire um nome. 
Por serem individualmente tão pequenos que não podem ser visualizados sem ajuda de um 
microscópio, não é prático trabalhar com um único indivíduo. Por esta razão estudam-se culturas, 
que contêm milhares, milhões e até mesmo bilhões de indivíduos. 
 Uma cultura que consiste em uma única espécie de microrganismo (uma espécie viva), 
independentemente do número de indivíduos, num ambiente livre de outros organismos vivos, é 
chamada de cultura axênica. Os microbiologistas usualmente se referem a tais culturas como 
culturas puras, embora, no sentido técnico estrito, a cultura pura seja aquela que se origina do 
crescimento de uma única célula. 
Se dois ou mais tipos (espécies) crescem juntos, como normalmente ocorre na natureza, 
passam a constituir uma cultura mista. Antes de identificar e classificar um microrganismo, suas 
características devem ser determinadas com detalhes adequados. As principais incluem as seguintes: 
 
1. Características culturais: os nutrientes exigidos para o crescimento e as condições físicas do 
ambiente que favorecem o desenvolvimento. 
2. Características morfológicas: as dimensões das células, seus arranjos, a diferenciação e a 
identificação de suas estruturas. 
3. Características metabólicas: a maneira pela qual os microrganismos desenvolvem os processos 
químicos vitais. 
4. Características da composição química: a identificação dos principais e típicos constituintes 
químicos da célula. 
5. Características antigênicas: a detecção de componentes especiais da célula (químicos) que 
fornecem evidências de semelhança entre as espécies. 
6. Características genéticas: a análise da composição do ácido desoxirribonucleico (DNA), assim 
como a determinação das relações entre o DNA isolado de diferentes microrganismos. 
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A maioria das características acima citadas é determinada através de testes laboratoriais, que 
incluem o uso de diferentes meios e diferentes reações químicas. No entanto, um dos instrumentos 
mais poderosos na investigação é o microscópio. 
 
BACTÉRIAS 
 
 MORFOLOGIA 
 
Entre as principais características das células bacterianas estão suas dimensões, forma, 
estrutura e arranjo. Estes elementos constituem a morfologia da célula. 
Embora existam milhares de espécies bacterianas diferentes, os organismos isolados 
apresentam uma das três formas gerais: elipsoidal ou esférica, cilíndrica ou em bastonete e 
espiralada. 
As células bacterianas esféricas ou elipsoidais são chamadas de cocos e podem apresentar os 
arranjos vistos na Figura 2. 
 
 
 
 
Figura 2 - Arranjos característicos dos cocos, com ilustrações esquemáticas dos padrões de 
multiplicação. [A] Diplococos: as células se dividem em um plano e permanecem acopladas 
predominantemente em pares (escaneamento por micrografia eletrônica de varredura); 
Estreptococus: as células se dividem em um plano e permanecem acopladas para formar cadeias 
(micrografia eletrônica de varredura). [C] Tetracocos ou tétrades: as células se dividem em dois 
planos e caracteristicamente formam grupos de quatro células. As espécimes mostradas são Gaffkya 
tetragena. [D] Estafilococos: as células se dividem em três planos, em um padrão irregular, 
formando cachos de cocos. As espécimes mostradas são Staphylococcus aureus. [E] Sarcinas: as 
células se dividem em três planos, em um padrão regular, formando um arranjo cúbico de células 
(fonte: Pelczar et al., 1996). 
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As células bacterianas cilíndricas ou em bastonetes (bacilos) comumente apresentam-se 
isoladas e ocasionalmente ocorrem aos pares (diplobacilos) ou em cadeias (estreptobacilos). (Figura 
3). Quando os bacilos se arranjam paralelamente uns aos outro o arranjo denomina-se paliçada (ex. 
bacilo da difteria) e quando formam um aglomerado com íntima ligação entre as células o arranjo 
denomina-se tricoma (Ex: espécies Beggiatoa e Saprospira) 
. 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 - Bactérias tipicamente cilíndricas (bacilos) e seus arranjos. 
 
As bactérias espiraladas (singular = spirillum; plural = spirilla) ocorrem, 
predominantemente, como células isoladas. As células individuais de espécies diferentes exibem, 
contudo, nítidas diferenças no comprimento, número e amplitude das espirais e na rigidez das 
paredes celulares (Figura 4). Os espirolos possuem corpo rígido e se movem às custas de flagelos 
externos, dando uma ou mais voltas espirais em torno do próprio eixo. Ex: Aquaspirillium. 
Espiroquetas: São flexíveis e locomovem-se provavelmente às custas de contrações do citoplasma, 
podendo dar várias voltas completas em torno do próprio eixo. Ex: Treponema pallidum, 
Treponema denticola. 
Além desses três tipos morfológicos, existem algumas formas de transição. Quando os 
bacilos são muito curtos, podem se assemelhar aos cocos, sendo então chamados de cocobacilos 
(Ex: Brucella melitensis). Quando as formas espiraladas são muito curtas, assumindo a forma de 
vírgula, eles são chamados de vibrião (Ex: V. cholerae) (figura 5). 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 5 - Formas de transição 
 
 
Figura 4 - Bactérias espiraladas. (A) célula de Leptospira mostrando o filamento axial 
típico. Micrografia eletrônica, x 71.526. (B) Spirillum itersonii visto ao microscópio 
eletrônico, x 33.600. (C) Rhodospirillum rubrum, x 1.220. (D) Spirochaeta stenostrepta, x 
23.000. (E) Methanospirillum hungatii, uma nova espécie da bactéria gram-negativa que 
ocorre em filamentos de até 100�m de comprimento. (fonte: Pelczar et al., 1980) 
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A unidade de medida das bactérias é o micrômetro, que equivale a 10-³ mm. As bactérias 
mais freqüentemente estudadas em laboratório medem, aproximadamente, 0,5 a 1,0 µm por 2,0 a 
5,0 µm. Os estafilococos e estreptococos, por exemplo, têm diâmetros variáveis entre 0,75 e 1,25 
µm. As formas cilíndricas, tais como o bacilo da febre tifóide e da disenteria, apresentam uma 
largura de 0,5 a 1,0 µm e um comprimento de 2 a 3 µm. Algumas formas filamentosas podem 
exceder os 100 µm de comprimento, mas seu diâmetro está de modo característico, entre 0,5 e 1,0 
µm. A figura 6 mostra o tamanho comparativo de uma célula de uma bactéria, um vírus e um 
protozoário. 
 
Figura 6 - Tamanho comparativo de uma célula de uma bactéria, um vírus e um 
protozoário. 
 
 
Figura 7 – Unidades de comprimento 
 
 
 
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ULTRA-ESTRUTURA DAS BACTÉRIAS 
 
 O estudo da ultra – estrutura das bactérias engloba as estruturas externas e internas à 
parede celular. As estruturas externas à parede são a membrana externa (nas bactérias Gram 
negativas), os flagelos, cílios e cápsula. As estruturas internas são a membrana citoplasmática, o 
citoplasma e as inclusões citoplasmáticas (Figura 8).Figura 8 - Principais estruturas celulares que ocorrem em células bacterianas. Certas estruturas, 
como por exemplo, grânulos ou inclusões, não são comuns a todas as células bacterianas (fonte: 
Pelczar et al, 1996). 
 
ESTRUTURAS BACTERIANAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR 
Obs: a membrana celular externa será descrita juntamente com o estudo da parede celular 
 
1 - Flagelos: são organelas especiais de locomoção, constituídas por uma estrutura protéica 
denominada flagelina, formando longos filamentos delgados e ondulados de 3-12 µm que partem do 
corpo da bactéria e se estendem externamente à parede celular (Figura 9). 
Um flagelo tem três partes: o corpo basal (estrutura composta por vários anéis que ancora o 
flagelo à membrana citoplasmática), uma estrutura curta em forma de gancho e um longo filamento 
helicoidal. 
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 O flagelo propulsiona a bactéria através do líquido podendo chegar a 100 µm por segundo 
(o equivalente a 3000 vezes o seu comprimento por minuto). O método exato do movimento é 
desconhecido (contração das cadeias protéicas –movimento ondulatório; movimento rotatório a 
partir da extremidade fixa – gancho) e aparentemente a energia vem da degradação de ligações 
energéticas de fosfato. Algumas bactérias se movimentam por outros meios, diversos da atividade 
flagelar, como o deslizamento provocado pelo fluxo protoplasmático ou pela resposta táxica (p.e., 
fototaxia, quimiotaxia). As bactérias recebem denominações especiais de acordo com a distribuição 
dos flagelos (Figura 10): atríquias (sem flagelo); monotríquias (um flagelo em uma das 
extremidades); anfitríquias (um flagelo em cada extremidade); lofotríquias (tufo de flagelos em uma 
ou ambas as extremidades); e peritríquias (cercadas de flagelos). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9 - Desenho de um corpo basal ilustrando sua estrutura e a fixação a bactérias Gram-
negativas. O flagelo de bactérias Gram-positivas tem somente dois anéis (um par) que fixam o 
flagelo à membrana celular (fonte: Pelczar et al., 1996). 
 
 
 
Figura 10 – Tipos de 
flagelos 
 
 
 
 
 
Polares 
 
Lofotríqueos 
 
 
 
Peritríqueos 
 
 
 
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2 - Pêlos (fímbrias): As fímbrias ou "Pili" são organelas filamentosas mais curtas e delicadas que 
os flagelos, constituídas por uma proteína chamada pilina e presentes em muitas bactérias 
(especialmente Gram negativas). Elas originam-se de corpúsculos basais na membrana 
citoplasmática e sua função parece estar relacionada com a troca de material genético durante a 
conjugação bacteriana (fímbria sexual), e também com a aderência às superfícies mucosas. As 
fímbrias podem ser removidas sem comprometimento da viabilidade celular e regeneram 
rapidamente. Estão presentes em muitas bactérias gram-negativas. São encontrados tanto nas 
espécies móveis como nas imóveis e, portanto, não desempenham papel relativo à mobilidade. 
Podem funcionar como sítios de adsorção de vírus bacterianos, como mecanismo de aderência à 
superfícies e como porta de entrada de material genético durante a conjugação bacteriana {(pêlo 
sexual) (figura 11)]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11 - Bactérias fimbriadas. (A) Shigella flexneri: bacilos em divisão com numerosas fímbrias 
ao redor das células (x 20.000). (B) Salmonella typhi: bacilos em divisão com numerosas fímbrias e 
alguns poucos flagelos (apêndices mais longos), x 12.500 (fonte: Pelczar et al., 1980). 
 
 
 
 
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3 – Glicocálice / Cápsula: formado de uma substância viscosa, que forma uma camada de 
cobertura ou envelope ao redor da célula. Se o glicocálice estiver organizado de maneira definida e 
estiver acoplado firmemente à parede celular, recebe o nome de cápsula; se estiver desorganizado e 
sem qualquer forma e anda estiver frouxamente acoplado à parede celular, recebe o nome de 
camada limosa. 
 O glicocálice pode ter natureza polissacarídica (um ou vários tipos de açúcares como p.e., 
galactose, ramnose, glicana, etc.) ou polipeptídica (p.e., ácido glutâmico). A principal 
função do glicocálice é a aderência sobre superfícies; ele pode evitar o dessecamento das 
bactérias, fornece um envoltório protetor, confere resistência à fagocitose, e formando 
biofilmes conferem resistência a biocidas e pode servir, também, como reservatório de 
alimentos, além de evitar a adsorção e lise das células por bacteriófagos (figura 12). 
 
Figura 12 - Bactérias capsuladas. 
(A) Klebsiella pneumoniae. (B) 
Bactéria capsulada formadora de 
limo, isolada em uma fábrica de 
papel. Notar as cápsulas 
extremamente grandes (áreas 
claras), ao redor de cada uma das 
células. (fonte: Pelczar et al., 
1980). 
 
 
 
 
PAREDE CELULAR 
 
A parede celular é quem dá forma à célula e situa-se abaixo das substâncias extracelulares 
(glicocálice) e externamente à membrana que está em contato imediato com o citoplasma. Sua 
espessura é calculada, em média, de 10 a 25 nm. 
A função da parede celular é a de proporcionar uma moldura rígida, ou "colete", que suporta 
e protege as estruturas protoplasmáticas mais lábeis, em face das possíveis lesões osmóticas; evita 
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ainda a evasão de certas enzimas, assim como o influxo de certas substâncias que poderiam causar 
dano à célula. 
Nas eubactérias, o peptideoglicano (ou mureína), um composto polimérico, é o componente 
da parede celular que determina sua forma. 
A parede celular das bactérias Gram-positivas (Figura 13) é constituída por ácido teicóico, 
além do peptideoglicano, que corresponde a uma fração maior (90 % da parede - 20 camadas) que a 
encontrada na parede das bactérias Gram-negativas (10% da parede - 2 camadas). 
. 
 
 
 
Figura 13 - Parede celular de bactérias Gram-positivas (fonte: Prescott et al., 1996). 
 
 
 A parede das bactérias Gram-negativas (Figura 14) é mais complexa que a parede das 
Gram-positivas, pois possui uma MEMBRANA EXTERNA cobrindo uma camada fina de 
peptideoglicano (cerca de 20 camadas). Esta membrana externa é constituída por fosfolipídeos, 
proteínas e lipopolissacarídeos (LPSs). Os LPSs (Figura 15) são compostos por três segmentos 
ligados covalentemente: (1) lipídeo A, firmemente embebido na membrana; (2) cerne do 
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polissacarídeo, localizado na superfície da membrana; e (3) antígenos O, que são polissacarídeos 
que se estendem como pêlos a partir da superfície da membrana em direção ao meio circundante. A 
porção lipídica do LPSs é também conhecida como endotoxina e pode atuar como um veneno, 
causando febre, diarréia, destruição das células vermelhas do sangue e um choque potencialmente 
fatal. 
 
 
 
 
Figura 14 - Parede celular de bactérias Gram-negativas (fonte: Prescott et al., 1996). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15 - Estrutura química do LPS 
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 A Figura 15 apresenta as principais diferenças entre a parede celular das bactérias Gram 
positivas e negativas 
Figura 15 - Diferenças entre a parede celular das bactérias Gram positivas e negativas 
Compostos que afetam a Integridade da Parede Celular 
 
Ação da Lisozima na PC: Esta enzima, sintetizada por alguns organismos e por glândulas 
endócrinas do homem, age clivando as ligações do tipo �-1,4, presentes no peptideoglicano. Nas 
células Gram positivas, o tratamento com lisozima origina protoplastos (células sem parede 
celular), enquanto nas Gram negativas, a lisozima origina esferoplastos (células com resquícios de 
parede celular). 
 
Ação da penicilina na PC: Este antibiótico impede a ligação dos tetrapeptídeos. A droga se liga 
MMeennooss rreessiisstteenntteess MMaaiiss rreessiisstteenntteess Resistência à 
desintegraçãomecânica 
RReellaattiivvaammeennttee ssiimmpplleess RReellaattiivvaammeennttee ccoommpplleexxaass 
ppaarraa mmuuiittaass eessppéécciieess 
Exigências nutritivas 
MMeennoorr iinniibbiiççããoo IInniibbiiççããoo aacceennttuuaaddaa Inibição pelos corantes 
básicos (CV) 
MMeennooss sseennssíívveeiiss MMaaiiss sseennssíívveeiiss Sensibilidade à 
penicilina 
AAllttoo tteeoorr ddee lliippííddiiooss ((1111--
2222%%)) 
BBaaiixxoo tteeoorr eemm lliippííddiiooss ((11--
44%%)) 
Composição da parede 
celular 
GGrraamm--nneeggaattiivvaass GGrraamm--ppoossiittiivvaass CCaarraacctteerrííssttiiccaa 
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irreversivelmente às PBPs, que são proteínas envolvidas no processo de biossíntese do 
peptideoglicano. Paralelamente, as autolisinas, que atuam em conjunto com a maquinaria de 
biossíntese, passam a degradar porções do peptideoglicano. Como a síntese está bloqueada, o 
resultado líquido é a formação de uma parede defeituosa. 
MEMBRANA CITOPLASMÁTICA 
 
Fina membrana situada abaixo da parede celular (figura 16). Sua espessura é da ordem de 
7,5 nm e é composta de fosfolipídeos (20 a 30%), que formam uma bicamada que envolve as 
proteínas (50 a 70%). A membrana é o sítio da atividade enzimática específica e do transporte de 
moléculas para dentro e para fora da célula. Em alguns casos, a membrana se estende no citoplasma 
para formar o mesossomo. Os mesossomos são invaginações da membrana citoplasmática que 
podem ser simples dobras ou estruturas tubulares ou vesiculares. Eles podem colocar-se próximos à 
membrana citoplasmática ou afundar-se no citoplasma. Os mesossomos profundos e centrais 
parecem estar ligados ao material nuclear da célula estando envolvidos na replicação de DNA e na 
divisão celular. Os mesossomos periféricos penetram muito pouco no citoplasma, não são restritos à 
localização central da bactéria e não estão associados com o material nuclear. Parecem estar 
envolvidos na secreção de certas enzimas a partir da célula, tais como as penicilinases que destroem 
a penicilina. Alguns autores associam ainda aos mesossomos o valor funcional das mitocôndrias, 
atribuindo a eles papel na respiração bacteriana. 
 
Figura 16 – Interpretação 
esquemática da estrutura da 
membrana citoplasmática. 
Os fosfolipídeos estão 
arranjados em uma 
bicamada de tal forma que 
as partes polares (esferas) 
estão voltadas para a face 
externa e as partes não-
polares (filamentos) estão 
voltadas para a face 
interna. Também são 
mostrados os componentes 
protéicos (fonte: Pelczar et 
al., 1996) 
 
 
 
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Protoplastos: quando se remove a parede celular de uma bactéria, esta se torna um corpo 
arredondado, que assume a forma esférica, justamente por não contar com a rígida limitação da 
parede. A bactéria recebe o nome, então, de protoplasto, que pode ser caracterizado como: imóvel, 
esférico, não se divide, não forma nova parede celular e não é suscetível, de modo geral, às 
infecções por bacteriófagos. 
 
Citoplasma: o material celular pode ser dividido em: área citoplasmática, que é a porção fluida 
contendo substâncias dissolvidas e partículas tais como ribossomos, e material nuclear ou 
nucleóide, rico em DNA. 
 
Inclusões citoplasmáticas: depósitos concentrados de certas substâncias, insolúveis, chamados de 
grânulos, e que podem servir como fonte de material nutritivo de reserva. Os grânulos podem ser 
constituídos de polissacarídeos (amido, glicogênio), lipídeos, fosfatos e até enxofre, como é o caso 
das bactérias sulforosas. 
 
Material nuclear: as células bacterianas não contêm o núcleo típico das células animais e vegetais. 
O material nuclear consiste de um cromossomo único e circular e ocupa uma posição próxima do 
centro da célula. Pode ser chamado de corpo cromatínico, nucleóide, equivalente nuclear ou 
cromossoma bacteriano. O cromossomo bacteriano contém todas as informações necessárias à 
sobrevivência da célula e é capaz de auto-duplicação. 
Existem ainda em algumas bactérias, moléculas menores de DNA denominadas Plasmídeos, 
também circulares, cujos genes não codificam características essenciais, porém muitas vezes 
conferem vantagens seletivas às bactérias que os possuem. Essas moléculas são capazes de auto-
duplicação independente da replicação do cromossomo, e podem existir em número variável no 
citoplasma bacteriano. 
 
Endósporos: esporos que se formam dentro da célula. São como um corpo oval de parede espessa 
(um por célula), altamente resistente e refráteis. Os esporos representam uma fase latente (repouso) 
da célula bacteriana; comparados com as células vegetativas, são extremamente resistentes aos 
agentes físicos e químicos adversos, demonstrando uma estratégia de sobrevivência (figura 17). 
Os esporos que se formam dentro da célula, chamados endósporos, são exclusivos das 
bactérias (principalmente as pertencentes ao gênero Bacillus e Clostridium). Eles possuem parede 
celular espessa, são altamente refrateis (brilham muito com a luz do microscópio) e altamente 
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resistentes a agentes físicos (dessecação e aquecimento) e químicos (anti-sépticos) adversos devido 
a sua parede ou capa impermeável composta de ácido dipicolínico. 
Os esporos surgem quando a célula bacteriana não se encontra em um meio ideal para o seu 
desenvolvimento. A bactéria produtora pode crescer e multiplicar-se por muitas gerações como 
células vegetativas. Em alguma etapa do desenvolvimento, em ambiente com exaustão de fontes de 
carbono e nitrogênio ou completa falta de nutrição, ocorre no interior do citoplasma vegetativo a 
síntese do esporo (sua formação leva por volta de 6 horas). Ela é iniciada pela duplicação do DNA, 
que migra para a extremidade da célula enquanto o citoplasma começa a invaginar e circundar o 
DNA sob a forma de membrana dupla. O peptoglicano começa a se formar entre as duas camadas 
de membrana. A invaginação termina e o esporo é liberado. Os esporos têm pouca atividade 
metabólica, podendo permanecer latente por longos períodos, representando uma forma de 
sobrevivência e não de reprodução. 
 
 
Figura 17 - [A] Localização, tamanho e forma dos endósporos em células de várias espécies de 
Bacillus e Clostridium. [B] Alterações estruturais na célula bacteriana durante a esporulação (fonte: 
Pelczar et al., 1996).