Bacteriologia, classificação e estruturas bacterianas

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Microbiologia. 
Professor: Heros José Máximo
Aula 02: Bacteriologia, classificação e estruturas bacterianas. 
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Aparecimento das primeiras células procariontes a partir da teoria da evolução das moléculas orgânicas. 
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Célula Procariótica X Célula Eucariótica
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Célula Procariótica X Célula Eucariótica
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Estruturas bacterianas.
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Morfologia das bactérias.
Tamanho: As bactérias são normalmente mediadas em nanômetros (nm) ou micrômetros (μm), com dimensões que variam desde 0,3 x 0,8 μm até 10 x 25 μm. As espécies de interesse médico medem entre 0,5 a 1 μm por 2 a 5 μm.
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Forma das bactérias.
As bactérias podem ser agrupadas em três tipos morfológicos:
Cocos. 
Bacilos.
Espiralados.
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Cocos.
Os cocos correspondem a células arredondadas, que de acordo com o seu arranjo recebe uma determinada classificação.
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Microscopia óptica, corada
pelo método de Gram, de cocos
formando cadeias, um arranjo
denominado estreptococos.
Microscopias de bactérias com o formato cocos.
Microscopia eletrônica de
varredura das células
apresentadas ao lado.
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Microscopias de bactérias com o formato cocos.
Microscopia óptica, corada
pelo método de Gram, de cocos
em um arranjo denominado
estafilococos.
Microscopia eletrônica de
varredura das células
apresentadas ao lado.
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Bacilos.
Os bacilos têm forma de bastonetes, podendo apresentar extremidades retas (Bacillus anthracis), arredondadas (Salmonella, E. coli), ou ainda afiladas (Fusobacterium); Os bacilos podem ainda apresentar-se como pequenas vírgulas (Vibrio cholerae) ou em forma de meia lua (Selenomonas).
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Microscopias de bactérias com o formato bacilos.
Microscopia óptica, corada
pelo método de Gram, de bacilos
arranjados dois a dois (diplobacilos).
Microscopia eletrônica de
transmissão, de um bacilo em
processo de divisão celular.
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Espiralados.
Um tipo de classificação divide os espiralados em dois grupos:
 espiroquetas: que apresentam uma forma de espiral flexível, possuindo flagelos periplasmáticos. 
 espirilos: que exibem geralmente morfologia de espiral incompleta e rígidos.
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Geralmente os espiralados são microrganismos bastante afilados, de difícil
observação por microscopia de campo claro, sendo muitas vezes analisados
por meio da microscopia de campo escuro, ou de técnicas de coloração
empregando a impregnação por sais de prata.
Microscopia óptica, utilizando um procedimento de impreganção com sais de prata, revelando a bactéria causadora da sífilis, Treponema pallidum (observe os grandes neutrófilos próximos às bactérias).
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Microscopia óptica de fluorescência, de um organismo espiralado.
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Treponema pallidum 
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Histopatológico indica infecção por Treponema pallidum.
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Esquema de movimentação de bactérias espiraladas.
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Estruturas bacterianas.
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Parede celular.
Estrutura presente na maioria das bactérias conhecidas, exceto em micoplasmas e algumas Archaea.
Localiza-se na porção mais externa, acima da membrana citoplasmática.
É responsável pela manutenção da forma do microrganismo.
Atua como uma barreira de proteção contra determinados agentes físicos e químicos externos.
Importante papel em microrganismos patogênicos, em decorrência de presença de componentes que favorecem sua patogenicidade, tais como antígenos ou moléculas envolvidas no reconhecimento celular.
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Divisão das bactérias em dois grupos de acordo com a constituição da parede celular.
Gram positivo (roxo).
Gram negativo (vermelho).
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Aspecto das paredes celulares de organismos Gram positivos e negativos.
(Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003)
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Parede bacteriana.
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Gram positivo: roxa; ácido teicóico = antígenos.
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Gram negativo: cor rosa, LPS (antígeno O).
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Gram positivo VS Gram negativo.
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Método de coloração de Gram.
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Cápsulas e camadas limosas 
A cápsula pode ser definida como uma camada externa à parede celular.
Apresentando-se como um material viscoso.
Geralmente de natureza polissacarídica e raramente protéica.
Principais funções:
ligação às células do hospedeiro;
fator de virulência por dificultar a fagocitose;
proteção, aumentando a resistência ao dessecamento;
armazena grandes quantidades de água, fonte de nutrientes;
proteção contra a infecção por bacteriófagos.
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Bactéria (bacilo) produtora de cápsula.
© Judy Bowen
Buckman Laboratories International, Inc.
Memphis, Tennessee, USA   The MicrobeLibrary  
A cápsula é composta por polissacarídios e poliproteínas. As cápsulas desempenham funções na aderência, virulência, proteção, captura de nutrientes e reconhecimento intercelular. 
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Micrografia eletrônica de transmissão, revelando a delgada
cápsula circudando a célula
(Adaptado de "An eletctronic companion to microbiology")
Streptococcus pneumoniae 
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Fator de virulência por dificultar a fagocitose
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Fímbrias e Pili.
Apêndices finos (3 a 10 nm), retos e curtos apresentados por bactérias Gram negativas;
Somente podem ser visualizadas pela microscopia eletrônica;
São de natureza protéica (pilina);
Mediam a adesão específica da célula bacteriana a diferentes substratos (adesinas);
Podem ainda apresentar, pilus F ou fímbria sexual.
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Micrografia eletrônica de varredura de bacilos apresentando fímbrias
(Adaptado de An Electronic Companion to Microbiology)
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Esquema ilustrando a organização estrutural de uma fímbria, assinalando a presença de moléculas do tipo adesina, situadas na extremidade da estrutura.
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Pilus F ou fimbrias sexuais: envolvido no reconhecimento de outras bactérias,em um processo de transferência de genes denominado conjugação.
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Pêlo, fimbrias ou pili: pêlo F (sexual), adesão.
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Flagelos.
Estruturas longas, delgadas e relativamente rígidas, apresentando cerca de 20 nm de espessura e 15 a 20 μm de comprimento.
responsáveis pela locomoção das bactérias.
Compostos por unidades de proteína denominada genericamente de flagelina.
visualizados por meio de colorações específicas, microscopia de campo escuro, ou por microscopia eletrônica.
As bactérias podem ser classificadas de acordo com o número e distribuição dos flagelos.
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Classificação de acordo com o número e distribuição: 
Atríquias: sem flagelos;
Monotríquias: um único flagelo;
Anfitríquias: um flagelo em cada extremidade;
Lofotríquias: um tufo de flagelos em uma, ou ambas as extremidades;
Peritríquias: apresentando flagelos ao longo de todo o corpo bacteriano.
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Flagelos: flagelina (antígeno H).
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Bactéria monotríquia.
(Adaptado de Atlas, 1997 - Principles of Microbiology)
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Bactéria anfitríquia.
(Adaptado de Tortora et al., 1998 - Microbiology)
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Bactéria lofotríquia.
(Adaptado de Tortora et al., 1998 -Microbiology)
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Bactéria peritríquia.
(Adaptado de Tortora et al., 1998 - Microbiology)
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Tipos de movimentação de células monotríquias.
(Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003)
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Esquema ilustrando a movimentação de bactérias peritríquias.
(Adaptado de Tortora et al., 1998 - Microbiology)
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Micrografia eletrônica colorizada, revelando os flagelos periplasmáticos (amarelo).
(Adaptado de Tortora et al., 1998 - Microbiology)
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Esquema da membrana citoplasmatica bacteriana
(Adaptado de Madigan et al., Brock Biology of Microorganisms, 2003).
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DNA Nucleóide e plasmídeos.
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Corpúsculos de inclusão: utilizados como fonte de material de reserva ou energia, muitas vezes insolúveis.
inclusões
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Mesossomos.
Correspondem a extensas invaginacões da membrana citoplasmática, em forma de vesículas, lamelas
ou túbulos.
Participação na segregação dos cromossomos durante a divisão.
Papel na esporulação.
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Formação do endosporo.
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Matriz Citoplasmática.
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Ribossomos.
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