ANATOMIA FUNCIONAL DA CÉLULA PROCARIOTA estudo dirigido

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI
Departamento de Ciências Naturais
Curso de Bacharelado em Ciências Biológicas
Estudo dirigido de Microbiologia
Com base no cap 4 – ANATOMIA FUNCIONAL DA CÉLULA PROCARIOTA - do livro Tortora, Microbiologia, responda:
Quais as características que diferenciam uma célula procariota de uma célula eucariota? 
As células procarióticas não possuem organização celular, devido à ausência de uma membrana que delimita o núcleo e não apresenta organelas revestidas por membrana. Seus flagelos consistem em dois blocos contínuos de proteínas e glicocálice presente como cápsula ou camada viscosa. O DNA apresenta-se disperso, sendo normalmente um único cromossomo não associado com histonas e sua divisão celular ocorre por fissão binária. Apresentam parede celular geralmente contendo polissacarídeo complexo peptideoglicano, membrana plasmática sem carboidratos e geralmente sem esteróis e citoplasma sem citoesqueleto ou corrente plasmática. Nas células eucariotas, o núcleo se encontra delimitado por uma membrana chamada carioteca, ou seja, há organização celular; flagelos são complexos, com múltiplos microtúbulos; há a presença de organelas membranosas, como lisossomos, complexo de Golgi, retículo endoplasmático, mitocôndrias e cloroplastos, além dos ribossomos, presentes em ambas células. Essas organelas estão imersas no citosol (citoplasma), juntamente com a presença de citoesqueleto. Possuem membrana plasmática com esteróis e carboidratos e parede celular com constituição simples quando presente. Seu DNA é organizado, com múltiplos cromossomos lineares com histonas e sua divisão celular acontece por meiose. 
Quais as formas básicas dos procariotos? Como estas formas podem se arranjar? Qual o tamanho médio dos procariotos? Existem procariotos de formas e tamanhos incomuns. Dê exemplos.
Os procariotos são células pequenas e possuem tamanho médio variando de 0,2 a 2,0µm de diâmetro e de 2 a 8µm de comprimento. Possuem três formas básicas: cocos esféricos, bacilos em forma de bastão (bastonetes) e espiral. Os cocos em sua maioria são redondos, podendo ser também ovais, alongadas ou achatadas em uma das duas extremidades. Durante a reprodução, os cocos se dividem e se arranjam de diversas maneiras, sendo: diplococos, quando os cocos permanecem em pares após a divisão; estreptococos, agrupados em cadeia; tétrades, agrupamentos de quatro cocos; sarcinas, agrupamento de oito cocos em forma cúbica e estafilococos, agrupamentos em múltiplos planos, formando grupos irregulares, como cachos de uva.
Os bacilos se dividem ao longo do seu eixo, possuindo menos agrupamentos que os cocos. Podem apresentar-se isolados, aos pares (diplobacilos), em cadeias (estreptobacilos) e em forma oval, sendo muito parecidos com os cocos (cocobacilos).
As bactérias espirais possuem uma ou mais curvaturas e dividem-se em: espirilos, possuem forma helicoidal, um corpo rígido e movem-se através de um flagelo; espiroqueta, também com forma helicoidal, mas flexível e locomovem-se por meio de filamentos axiais dentro de uma bainha externa flexível e, por fim, vibrião, bastões curvos em forma de vírgula.
Além dessas três formas básicas, é possível encontrar células com formato de estrela (gênero Stella), células retangulares e planas (arquibactérias halofílicas, como a Haloarcula) e células triangulares. Apesar de geralmente as células manterem suas formas, ou seja, terem uma forma única, uma série de condições podem mudar a conformação e quando alterada, pode dificultar sua identificação. Existem também bactérias que podem ter muitas formas, geneticamente pleomórficas, como o Rhizobium.
O fato de procariotos possuírem tamanho reduzido, lhes confere vantagens. Explique.
A pequena dimensão de procariotos permite que as células cresçam e se dividam rapidamente. Além disso, eles se adaptam mais rapidamente às mudanças nas condições ambientais, com mais facilidade de explorar novos habitats, que as células maiores, como eucarióticas.
O que é o glicocálice bacteriano? Qual a diferença entre cápsula e camada limosa? Qual a importância e as funções do glicocálice? Todas as bactérias possuem glicocálice? 
Glicocálice bacteriano é um polímero viscoso e gelatinoso, constituído de polissacarídeos, fica situado extremamente à parede celular e não está presente em todas as bactérias. Para ser considerada cápsula, a substância presente é mais organizada e mais fortemente aderido à parede celular. Já quando é fracamente aderido e a substância não é organizada, denomina-se de camada limosa. O glicocálice tem como principal função ser uma estrutura antifagocitária, na qual a capsula protege as bactérias patogênicas da fagocitose pelas células do hospedeiro. Atuam também protegendo uma célula contra a desidratação, podem fornecer nutrientes e aumentam a aderência e formação de biofilme.
O que são espiroquetas? Dê um exemplo de espiroqueta que cause doença em humanos.
Espiroquetas são bactérias espirais em forma helicoidal, flexível e realizam movimentação por meio de filamentos axiais presentes dentro de uma bainha externa flexível. Leptospira interrogans, causadora da leptospirose, é um exemplo de uma espiroqueta que causa doença ao ser humano. 
O que são flagelos? Como ocorre a movimentação do flagelo bacteriano? Como ocorre a motilidade em bactérias flageladas (Em que direção se movem? Como mudam de direção)? 
Flagelos são apêndices filamentosos responsáveis pela locomoção das bactérias. Podem ser peritríqueos, distribuídos ao longo da célula ou polares, em um ou ambos os polos da célula, sendo monotríqueo, um único flagelo em cada polo, lofotríqueo, um tufo de flagelo na extremidade da célula ou anfitríqueo, em ambas as extremidades da célula. O flagelo possui três partes: filamento, parte longa externa; gancho, onde o filamento está aderido e o corpo basal, que liga o flagelo a parede celular e à membrana plasmática. A movimentação se dá a partir da rotação do corpo celular do flagelo, com sentido horário ou anti-horário em torno de seu eixo, formando um feixe que empurra o liquido circundante e impulsiona a bactéria. As células bacterianas possuem mobilidade, ou sejam, podem alterar a velocidade e a direção de rotação dos flagelos. A bactéria pode mover-se em direção a um ambiente favorável ou contra um ambiente desfavorável, sendo esse movimento chamado de taxia e depende do estimulo que a bactéria recebe, podendo ser químico (quimiotaxia) e luz (fototaxia). O estimulo é percebido por receptores dentro ou abaixo da parede células das bactérias moveis. Quando um sinal quimiotático é atraente, ou seja, positivo, a bactéria se move em direção ao estimulo recebido com poucos desvios e muitas corridas; quando é repelente, negativo, a bactéria se move para longe do estimulo e a frequência de desvios aumenta.
Das estruturas bacterianas que você conhece, quais podem favorecer sua adesão? 
A cápsula de polissacarídeo (glicocálice originalizado e aderido firmemente à parede celular) tem a função de adesão celular, auxiliando as células em um biofilme a se fixarem ao seu ambiente-alvo e umas às outras. As fímbrias, também, têm uma tendência a se aderir umas às outras e às superfícies e estão envolvidas na formação de biofilmes e outros agregados na superfície de líquidos, vidros e pedras. 
Compare a estrutura de uma parede de bactéria gram negativa e de uma bactéria gram positiva. Faça um desenho esquemático.
As paredes celulares gram-positivas consistem em muitas camadas de peptideoglicana, formando uma estrutura espessa e rígida. Contêm também ácidos teicoicos, formado principalmente de um álcool (glicerol ou ribitol) e fosfato. Já as bactérias gram-negativas possuem fina camada de peptideoglicana, frágil, sendo mais suscetíveis ao rompimento mecânico. Possui também uma membrana externa formada por lipopolissacarídeos-lipoproteínas-fosfolipídeos, com a função de defesas do hospedeiro. Não apresenta ácidos teicoicos, como as paredes celulares gram-positivas.
Qual a composição do LPSe qual a sua importância para as bactérias gram negativas? 
O LPS é o principal componente da membrana externa de bactérias gram-negativas e sua estrutura é composta por três partes. Lipídeo A é a porção lipídica presente na parede superior da membrana e funciona como uma endotoxina, sendo liberado quando as bactérias gram-negativas morrem, causando febre, choque e formação de coágulos sanguíneos. O cerne polissacarídeo é ligado ao lipídeo A, composto por açúcares incomuns e sua função é fornecer estabilidade estrutural a bactéria. O polissacarídeo O é formado por moléculas de açúcar e funciona como um antígeno, com a capacidade de diferenciar espécies de bactérias gram-negativas.
Explique o mecanismo e o procedimento da coloração de gram.
O mecanismo da coloração de Gram permite diferenciar as estruturas da parede celular das bacterias gram-positivas e gram-negativas e como cada uma reage a partir de agentes químicos. O cristal violeta cora as células gram-positivas e gram-negativas de purpura, devido a sua penetração ao citoplasma de ambos tipos celulares. Após isso, a solução de lugol é aplicada, há a formação de cristais com o corante no interior da célula, que permanece violeta. Ao aplicar o álcool, ocorre a desidratação da peptideoglicana das células gram-positivas tornando-a mais impermeável ao cristal violeta-iodo. Nas células gram-negativas, o álcool dissolve sua membrana externa, removendo seu lipídeo e deixando vários buracos, aumentando a porosidade, pelos quais o cristal violeta-iodo se difunde. Além disso, o álcool deixa as bactérias gram-negativas incolores, sendo necessário a adição de safranina (contracorrente) tornando as células cor-de-rosa, enquanto as bactérias gram-positivas permanecem roxo-escuro, absorvido previamente.