Citologia Bacteriana

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Citologia Bacteriana
Morfologia
Coccus, esférico
Diplococcus
Streptococcus
Staphylococcus
Tétrade
Sarcina
Bastão ou Bacilo, cilíndrico
Streptobacillus
Paliçada
Espirilo ou Espiroqueta, cilíndrico espiralado
Vibrião, vírgula
Apesar de a morfologia celular ser facilmente detectada, é difícil prever características específicas daquela célula (ex: fisiologia) a partir da morfologia. 
A morfologia celular é reflexo de otimização visando a melhor captura de nutrientes, melhor nado em ambientes viscosos, e mobilidade. 
O arranjo das bactérias é fruto do seu plano de divisão. (ex: streptococcus possuem 1 plano de divisão; tétrades possuem 3; etc.)
Tamanho celular e suas implicações
As taxas metabólicas das células variam de forma inversamente proporcional ao seu tamanho. Portanto, células muito grandes possuem metabolismo lento, por que capturam nutrientes de uma forma muito lenta, o que será fator limitante da taxa de metabolismo. Eventualmente, células maiores não serão capazes de competir com células menores.
Células menores têm melhor proporção de superfície:volume. Ou seja, à medida que a célula cresce, a proporção superfície:volume diminui.
A taxa de crescimento de uma célula depende (além de outras coisas), da taxa de captura de nutrientes, e o valor elevado da proporção superfície:volume de células menores contribui para melhorar a velocidade de captura de nutrientes por unidade de volume de célula. Portanto, células menores, normalmente, crescem mais rapidamente que células maiores, e um determinado valor disponível de nutrientes suportará uma população maior de células menores em comparação a células maiores. 
È fácil entender por que bactérias sofrem mutações tão eficazes – quanto mais replicações de cromossomos houverem (divisão celular), maior será o numero de mutações numa população; Considerando que as bactérias, seres minúsculos (e haplóides), possuem rápida capacidade de crescimento e divisão, haverá um enorme “banco de mutações” numa população bacteriana. Como a mutação é a base da evolução, é simples entender o porquê de bactérias serem tão adaptáveis às adversidades.
È de se esperar que bactérias cada vez menores surjam, pois seriam os seres vivos mais adaptáveis às adversidades. Contudo, há um limite mínimo de tamanho para qualquer célula, pois seus componentes celulares (organelas, proteínas, etc.) requerem certo tamanho para trabalhar.
Parede celular bacteriana
Devido aos mecanismos de transporte ativos da bactéria, estas células mantém seu conteúdo intracelular repleto de solutos dissolvidos. Isto implica numa enorme pressão osmótica intracelular. Para resistir a estas pressões intracelulares, prevenindo a lise, bactérias desenvolveram paredes celulares. Elas também fornecem forma e rigidez à célula bacteriana.
As bactérias são divididas em dois grupos baseados nas paredes celulares: 
Gram+: Altamente espessa e consiste principalmente de um tipo de molécula.
Gram-: Quimicamente complexa com pelo menos duas camadas. Possui uma camada extra externa à parede celular.
Peptídioglicano
As paredes celulares bacterianas possuem uma camada rígida responsável pela força da parede – o peptídioglicano.
Trata-se de um polissacarídeo composto por dois derivados de açúcares: n-acetilglicosamina e ácido n-acetilmurâmico; e alguns aminoácidos.
Longas cadeias de peptídioglicano são biossintetizadas umas acima das outras, rodeando a célula. N-acetilglicosamina e ácido n-acetilmurâmico são ligados covalentemente por ligações glicosídicas 1-4, formando a rigidez horizontal da parede.
Estas cadeias são ligadas verticalmente por aminoácidos, que fornecem a rigidez vertical da parede.
O peptídioglicano pode ser destruído por certos agentes, como lisozima.
A diversidade do peptidioglicano ocorre, normalmente, nas ligações cruzadas de aminoácidos. A porção glicana é constante.
Parede celular Gram+ (Ex: Staphylococcus Aureus)
90% da parede é peptidioglicano. Apesar de algumas possuírem apenas uma camada de peptídioglicano, algumas bactérias possuem várias outras camadas deste empilhadas.
Possuem ácidos teicóicos mergulhados na sua parede celular, que são responsáveis pela carga negativa da superfície bacteriana e pela captura de Ca++ e Mg++ para transporte. Alguns ácidos teicóicos são ligados covalentemente aos lipídios da membrana celular¸ e são chamados ácidos lipoteicóicos.
Parede celular Gram- (Ex: Vibrio Cholerae)
Apenas 10% da parede celular é peptidioglicano. A maior parte da membrana é composta por uma membrana externa.
Trata-se de uma secunda bicamada lipídica, mas não é formada apenas por fosfolipídios e proteínas (como ocorre na membrana plasmática). Possui, além destes, polissacarídeos, que estão unidos aos lipídios, formando complexos: os lipopolisscarídeos, ou LPS. 
O LPS consta de um núcleo polisscarídico, um polissacarídeo-O e um lipídio-A. Está presente principalmente na camada externa da membrana externa, mas há um pouco na camada interna. O LPS age como âncora da membrana externa ao peptidioglicano.
Apesar da principal função da membrana externa ser estrutural, também produz Endotoxinas (atividade tóxica, conferida principalmente pelo lipídio-A)
Periplasma e Porinas
Apesar da sua permeabilidade a pequenas moléculas, a membrana externa é impermeável a macromoléculas – na verdade, a principal função da membrana externa é impedir o escape de proteínas da célula.
Estas proteínas se acumulam no periplasma, um espaço localizado entre a camada externa da membrana plasmática e a camada interna da membrana externa. Possui alta concentração proteica e consistência de gel. Dentre as proteínas, estão enzimas hidrolíticas (iniciam a degradação do alimento), proteínas de ligação, quimiorreceptores, etc.
A permeabilidade a pequenas moléculas da bactéria Gram- se deve às porinas, mergulhadas na membrana externa que funcionam como canais para a entrada e saída de pequenos solutos. Há porinas específicas e inespecíficas, mas todas são formadas por 3 subunidades.
Bactérias sem parede celular
Apesar de a maioria das bactérias não sobreviver após a remoção da sua parede celular, muitas nascem sem parede celular. Isto inclui os micoplasmas, que possuem membrana plasmática rígida acima do normal e/ou vivem em ambientes osmoticamente protegidos.
Cápsula e camada viscosa
Muitos procariotas secretam materiais pegajosos e viscosos na sua superfície celular, que consistem principalmente de polisscaraídeos ou proteínas. Estes não são considerados parte da célula e não conferem força estrutural significante.
Podem ser grossas ou finas, flexíveis ou rígidas, dependendo de sua composição química e grau de desidratação.
Se esta camada for densa e excluir pequenas partículas, é chamada cápsula. Se aderem firmemente à célula, as vezes se ligando covalentemente à parede celular.
Se esta camada for facilmente deformada, não excluir partículas e for difícil de ver, é chamada camada viscosa. Não se aderem à célula e podem facilmente ser perdidas.
Ajudam na aderência do micro-organismo a superfícies (facilitando a formação do biofilme), dificulta fagocitose, ativação do complemento e reconhecimento pelo sistema imune, e impede a desidratação.
Cílios e Pilus
Os cílios ajudam na aderência a superfícies (ajudando na formação de películas e biofilme).
Pilus são semelhantes aos cílios, mas são longos e normalmente únicos. Atuam principalmente na troca genética por conjugação e na adesão a suérficies.
Endósporo (Clostrídum e Bacillus)
Certas espécies bacterianas produzem estruturas chamadas endósporos, pelo processo chamado esporulação. 
São células altamente diferenciadas extremamente resistentes ao calor, agentes químicos e radiação. São estruturas de resistência/sobrevivêcia, que permitem que o organismo se mantenha apesar de condições desfavoráveis para o crescimento (ex: temperaturas extremas, escassez de nutrientes, etc.)
São o estado dormente da vida bacteriana, em contraste com as células vegetativas, que estão em crescimento.
Podem ser espalhados pelo vento,água, e pelas vísceras dos animais.
Bactérias não esporulam enquanto podem crescer, apenas após a exaustão.
Um endósporo pode existir por anos, e pode se reconverter numa célula vegetativa rapidamente, apesar de requerer três passos: 
Ativação: ocorre quando há aumento de temperatura até um nível subletal.
 Germinação: na presença de nutrientes específicos, endósporos ativados sofrem germinação. Resulta na perda da resistência a calor e agentes químicos.
Exposição: Há inchaço pela captura de água e síntese de RNA, proteínas e DNA. A célula emerge do endósporo e começa a crescer normalmente, até que uma nova esporulação seja desencadeada.
O endósporo é rico em ácido dipicolínico e Cálcio, que normalmente se complexam. O complexo ajuda na desidratação do endósporo e na estabilização do DNA.
A desidratação do endósporo ajuda na resistência às temperaturas e impede a ação de agentes químicos pois mantém as enzimas do endósporo inativas. Como consequência da desidratação, o pH do endósporo é levemente ácido.
Também, contém pequenas proteínas solúveis em ácido (SASPs), que se ligam ao DNA e o protegem contra radiação e calor seco. Também, irão fornecer a energia para o processo de formação de uma célula vegetativa de dentro do endósporo.