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MICROBIOLOGIA E IMUNOLOGIA Características Gerais de Bactérias Eucariotos x Procariotos Ácidos Nucléicos Proteínas Lipídeos Carboidratos Célula Procariótica Bactérias Arqueobactérias COMPOSIÇÃO QUÍMICA DIFERENTE Caracterização das Bactérias • Tamanho das células • Geralmente medem de 2 a 8 μm de comprimento por 0.2 a 2 μm de diâmetro; • Forma das células • Arranjos das células Formas das Células - Cocos Formas das Células - Diplococos Formas das Células - Estreptococos Formas das Células - Tétrades Formas das Células - Sarcinas Formas das Células - Estafilococos Formas das Células – Bacilos e Diplobacilos Formas das Células – Estreptobacilos Formas das Células – Cocobacilos Formas das Células – Vibriões Formas das Células – Espirilos Formas das Células – Espiroquetas Formas das Células Formas das Células As bactérias podem ser: Monomórficas: Mantém uma única forma, sendo a maioria das bactérias Pleomórficas: Podem ter diversas formas, não somente uma, dificultando a identificação Estruturas externas à parede celular • Glicocálice • Flagelos • Filamentos Axiais • Fímbrias • Pili Glicocálice • Revestimento de açucar • Produzido dentro da célula e secretado para a superfície celular • Se bem organizada e fortemente aderida a parede celular Cápsula Associadas a virulência bacteriana • Se não é organizada e fracamente aderida à parede celular Camada Limosa - Presente somente em algumas bactérias; - Externamente a parede celular - Cápsula - Camada limosa: Presente em bactérias desprovidas de cápsula. Glicocálice Função • Proteção contra condições externas desfavoráveis • Resistência a fagocitose • Importante fator de virulência bacteriana Glicocálice Glicocálice Glicocálice – Substância Polimérica Extracelular e Biofilmes - Capazes de se mover por conta própria - TAXIA Movimento bacteriano para longe ou perto de um estímulo particular - Químicos e luz Quimiotaxia e fototaxia - Atraente Sinal quimiotático positivo onde as bactérias se movem em direção ao estímulo - Repelente A frequência de desvios aumenta a medida que a bactéria se move para longe do estímulo Flagelos Tipos de Motilidade - Corrida ou nado A bactéria se move em uma direção por um período de tempo - Desvios As corridas são interrompidas por alterações periódicas, abruptas e aleatórias na direção. Flagelos Flagelos – Peritríqueo Flagelos - Monotríqueos Flagelos - Lofotríqueo Flagelos - Anfitríqueo CLASSIFICAÇÃO BACTERIANA DOS FLAGELOS PERITRÍQUIA: cercadas de flagelos LOFOTRÍQUIA: tufo de flagelos em uma ou ambas as extremidades ATRÍQUIA: sem flagelo MONOTRÍQUIA: único flagelo em uma das extremidades ANFITRÍQUIA: um flagelo em cada extremidade Flagelos Flagelos 82 Tortora, Funke & Case um flagelo pode ter sentido horário ou anti-horário em torno de seu eixo longo. (Os flagelos eucarióticos, ao contrário, realizam um movimento ondulante.) O movimento de um flagelo procariótico resulta da rotação de seu corpo basal e é similar ao movimento da haste de um motor elétrico. À medida que os flagelos giram, for- mam um feixe que empurra o líquido circundante e propele a bac- téria. A rotação flagelar depende da geração contínua de energia pela célula. As células bacterianas podem alterar a velocidade e a direção de rotação dos flagelos; portanto, são capazes de vários padrões de mobilidade, a capacidade de um organismo de se mover por si próprio. Quando uma bactéria se move em uma direção por um período de tempo, o movimento é denominado “corrida” ou “nado”. As corridas são interrompidas por alterações periódicas, abruptas e aleatórias na direção, denominadas “desvios”. Então, a corrida reco- meça. Os “desvios” são causados por uma inversão da rotação flage- lar (Figura 4.9a). Algumas espécies de bactérias dotadas de muitos flagelos – Proteus, por exemplo (Figura 4.9b) – podem “deslizar”, ou mostrar um movimento rápido ondulatório através de um meio de cultura sólido. Uma vantagem da mobilidade é que ela permite a uma bacté- ria se mover em direção a um ambiente favorável ou para longe de um ambiente adverso. O movimento de uma bactéria para perto ou para longe de um estímulo particular é denominado taxia. Tais es- tímulos incluem os químicos (quimiotaxia) e a luz (fototaxia). As bactérias móveis contêm receptores em várias localizações, como dentro ou logo abaixo da parede celular. Esses receptores captam os estímulos químicos, como o oxigênio, a ribose e a galactose. Em resposta aos estímulos, a informação é passada para os flagelos. Se um sinal quimiotático é positivo, denominado atraente, as bactérias se movem em direção ao estímulo com muitas corridas e poucos desvios. Se um sinal quimiotático é negativo, denominado repe- lente, a frequência de desvios aumenta à medida que a bactéria se move para longe do estímulo. A proteína flagelar antígeno H é útil para diferenciar entre os sorovares, ou variações dentro de uma espécie de bactérias gram- -negativas (veja a página 310). Por exemplo, existem no mínimo 50 antígenos H diferentes para a E. coli. Aqueles sorovares iden- tificados como E. coli O157:H7 estão associados a epidemias de intoxicação alimentar (veja o Capítulo 1, página 20). Filamentos axiais As espiroquetas são um grupo de bactérias que possuem estrutura e mobilidade exclusivas. Uma das espiroquetas mais conhecidas é o Treponema pallidum, o agente causador da sífilis. Outra espiroque- ta é a Borrelia burgdorferi, o agente causador da doença de Lyme. As espiroquetas se movem por meio de filamentos axiais ou en- doflagelos, feixes de fibrilas que se originam nas extremidades das células, sob uma bainha externa, e fazem uma espiral em torno da célula (Figura 4.10). Membrana plasmática Parede celular Corpo basal Gram- -negativa Peptideoglicano Membrana externa Gancho Corpo basal Peptideoglicano Gancho Filamento Citoplasma Flagelo Membrana plasmática Parede celular Gram- -positiva Filamento Citoplasma Flagelo (a) As partes e a fixação de um flagelo de uma bactér ia gram-negativa. (b) As partes e a fixação de um flagelo de uma bactér ia gram-positiva. Figura 4.8 A estrutura de um flagelo procariótico. As partes e a fixação de um flagelo de uma bactéria gram-negativa e de uma bactéria gram-positiva são mostradas neste diagrama altamente esquemático. P Como os corpos basais das bactérias gram-negativas e gram-positivas diferem? Tortora_04.indd 82 27/06/11 14:38 FILAMENTOS AXIAIS FÍMBRIAS - Semelhante a pêlos - Ocorrem nos polos ou distribuída em toda superfície da célula - Envolvidas na formação de biofilmes Pili de Conjugação (Sexuais) • Apenas um ou dois por célula • Transferência de DNA: Pode conferir uma nova função à célula Parede Celular Estrutura complexa, semirrígida • Função: 1 – Prevenir ruptura das células bacterianas 2 – Ajuda a manter o formato das bactérias 3 – Ponto de ancoragem para os flagelos Contribui na virulência dos microrganismos, podendo ser o local de ação de antibióticos Além de diferenciar os principais tipos de bactérias Parede Celular Composição da Parede Celular Peptídeoglicana ou mureína Composição da Parede Celular Peptídeoglicana Parede Celular de Bactéria Gram Positiva Parede Celular de Bactéria Gram Negativa Parede Celular Gram-Negativa Parede Celular Gram-Positiva Gram-Negativa Nucleoide • DNA circular, dupla hélice Plasmídeos • Moléculas deDNA • Menores que o cromossomo Componentes Citoplasmáticos Citoplasma • 80 % de água, macromoléculas, compostos de baixo peso molecular,, íons inorgânicos. • Sítio de reações químicas Grânulos de reserva ou inclusões •Os procariotos podem acumular no citoplasma substâncias sob a forma de grânulos, constituídos de polímeros insolúveis (ex.: grânulos de glicogênio, amido, lipídios, polifosfato, enxofre e óxido de ferro) . Dispersos no citosol Síntese proteica Ribossomos Esporos Bacterianos - Endósporos • Células altamente diferenciadas e possuem pouca quantidade de água. •Atuam como estrutura de sobrevivência - condições ambientais desfavoráveis. Ciclo de vida de uma bactéria formadora de endósporos. Algumas bactérias Gram positivas Resistentes ao calor, desidratação, valores extremos de pH, radiação (Bacillus e Clostridium) Baixa atividade metabólica Forma de sobrevivência e não de reprodução Esporos bacterianos - Endósporos Indústria de alimentos