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Morfologia e Citologia Bacteriana Prof.: Arthur Hennys Morfologia bacteriana Tamanhos Relativos As bactérias são caracterizadas morfologicamente pelo seu TAMANHO, FORMA e ARRANJO. a)Tamanho: Variam de 0,3 por 0,8 µm até 10 por 25 µm; As espécies de maior interesse médico medem entre 0,5 a 1,0 µm por 2 a 5 µm Morfologia Bacteriana b) Formas 1)Esféricas: Cocos Grupo homogêneo em relação ao tamanho, sendo células menores (0,8 a 1,0 μm). 2)Cilíndrica: Bacilos Forma de bastão, podendo ser longos ou delgados, pequenos ou grossos, extremidade reta, ou arredondada. 3)Espiraladas: Espirilos e Espiroquetas Espirilos: possuem corpo rígido e se movem às custas de flagelos externos. Espiroquetas: são flexíveis e locomovem-se provavelmente às custas de contrações do citoplasma Morfologia Bacteriana Formas de Transição • Cocobacilos: bacilos muito curtos • Vibriões: espirilos muito curtos, assumindo formas de vírgulas Morfologia Bacteriana Arranjos • Diplococos: cocos agrupados aos pares. • • Tétrades: agrupados de4 cocos • Sarcina: 8 cocos em forma cúbica • Estreptococos: cocos agrupados em cadeia • Estafilococos: cocos em arranjos irregulares Morfologia Bacteriana (sarcina) (espirilo) Morfologia Bacteriana • A célula bacteriana é definida como a menor entidade viva autossustentável regulada por informações genéticas; • Não possui: - Membrana nuclear; - Organelas membranosas; - Histonas; - Ítrons Citologia Bacteriana • Espessa camada de material localizada externamente à PC presente em algumas bactérias. • É um material limoso e gelatinoso produzido pela membrana celular e secretado para fora da PC. • Tipos: - Camada Limosa - Cápsula Citologia Bacteriana Glicocálice 1) Camada Limosa: - Não é altamente organizado nem firmemente ligado à PC; separa-se com facilidade da PC e se perde. - As bactérias do gênero Pseudomonas produzem uma camada limosa que desempenha papel importante nas doenças que elas causam: as camadas limosas permitem que certas bactérias deslizem sobre superfícies sólidas. Citologia Bacteriana Glicocálice 2) Cápsula - Altamente organizado e firmemente ligado à PC. - Em geral, são constituídas por polissacarídios que, dependendo da espécie bacteriana, podem estar combinados a lipídios e proteínas. - Exemplos de bactérias dotadas de cápsula: Haemophilus influenzae, Klebsiella pneumoniae, Neisseria meningitidis e Streptococcus pneumoniae. FUNÇÕES: • Proteção da célula bacteriana contra desidratação. • Aderência – auxiliam na ligação da bactéria à superfície. • Proteção - resistência à fagocitose pelas células de defesa do corpo (fator de virulência) Citologia Bacteriana Glicocálice Citologia Bacteriana Glicocálice - Cápsula • Estruturas especiais de locomoção, constituídas pela proteína flagelina, que formam longos filamentos que partem do corpo da bactéria e se estendem externamente à parede celular. Citologia Bacteriana FLAGELOS •As bactérias monotríquias possuem um único flagelo; •As lofotríquias têm múltiplos flagelos localizados num único ponto da superfície da célula e movem-se em sincronia para impelir a bactéria numa determinada direção; •As anfitríquias têm um flagelo em cada extremidade da célula, mas apenas um deles opera de cada vez, permitindo à bactéria mudar de direção rapidamente, operando um flagelo e parando o outro; •As peritríquias possuem flagelos em toda a superfície da célula. • Constituídos de três, quatro ou mais filamentos de proteínas (flagelina), enrolados como uma corda. • Originam-se de um corpúsculo basal na membrana celular e se projetam para fora através da PC e da cápsula (se presente). Citologia Bacteriana FLAGELOS Curiosidade: • Algumas espiroquetas (bactérias em forma de espiral) possuem fibrilas semelhantes a flagelos denominadas filamentos axiais, cada uma presa a cada extremidade da bactéria. • Como resultado, as espiroquetas podem apresentar um movimento espiralado, helicoidal ou semelhante ao de uma lagarta. Citologia Bacteriana FLAGELOS • Estruturas semelhantes a pelos, mais frequentemente observadas nas bactérias gram-negativas. • Constituição: moléculas de proteínas polimerizadas (pilina). • São muito mais finos que os flagelos. • Apresentam estrutura rígida. • Não estão associados à motilidade. • Surgem do citoplasma e se estendem até a membrana plasmática, PC e cápsula (se presente). Citologia Bacteriana FÍMBRIAS / PILI • Há dois tipos de pili: - Um tipo permite às bactérias aderirem ou se prenderem às superfícies Normalmente são bastante numerosos, Permitem que as bactérias se fixem, por exemplo, a tecidos no interior do corpo. - Outro tipo permite a transferência de material genético de uma bactéria para outra após a adesão de uma célula à outra Pili sexual. A célula possui apenas um. Citologia Bacteriana FÍMBRIAS / PILI Citologia Bacteriana FÍMBRIAS / PILI • Uma célula que possui pili sexual (célula doadora) é capaz de aderir a outra célula (célula receptora) por meio do pili sexual. Citologia Bacteriana FÍMBRIAS / PILI • É rígida. • Define a forma das células bacterianas. • É quimicamente complexa. • Fornece rigidez, resistência e proteção. • Principal constituinte: peptidioglicano (moléculas de carboidratos unidas a oligopeptídeos). * O peptidioglicano é encontrado apenas nas bactérias. • A espessura da PC e a sua exata composição variam com a espécie bacteriana. • As bactérias do gênero Mycoplasma não possuem PC. Citologia Bacteriana PAREDE CELULAR • A PC de bactérias gram-positivas apresenta uma espessa camada de peptidioglicano combinada com moléculas de ácidos teicoicos e lipoteicoicos. Citologia Bacteriana PAREDE CELULAR • A PC das bactérias gram-negativas apresenta uma camada muito mais fina de peptidioglicano, mas esta camada é revestida por outra complexa camada constituída por macromoléculas de LIPOPOLISSARÍDEOS (LPS) e referida como membrana externa. Citologia Bacteriana PAREDE CELULAR • Esstrutura do LPS Citologia Bacteriana PAREDE CELULAR ENDOTOXINA Diarréias, vômitos, febre e choque potencilamente fatal Citologia Bacteriana PAREDE CELULAR • Algumas bactérias perdem a capacidade de produzir PC, transformando-se em minúsculas variantes da mesma espécie. • Mais de 50 diferentes espécies de bactérias são capazes de se transformar em bactérias CWD. Algumas são responsáveis por doenças crônicas como artrite reumatoide, por exemplo. Bactérias na forma L ou célula deficiente de parede (CWD – cell wall-deficient). Citologia Bacteriana PAREDE CELULAR • Sinônimos: membrana plasmática, membrana citoplasmática, membrana bacteriana. • Localiza-se imediatamente sob a PC, revestindo o citoplasma. • Tem estrutura e função semelhantes a das membranas biológicas de todos os outros seres vivos. • Constituição: proteínas e fosfolipídios. Citologia Bacteriana MEMBRANA PLASMÁTICA • É seletivamente permeável: controla quais substâncias podem entrar ou sair da célula. • É flexível e muito delgada. • Muitas enzimas encontram-se ligadas à membrana, local onde ocorrem várias reações metabólicas. Citologia Bacteriana MEMBRANA PLASMÁTICA• Mesossomos: invaginações da membrana celular. Teorias: 1. Local onde ocorre a respiração celular nas bactérias. (Semelhante ao que ocorre nas mitocôndrias das células eucarióticas: nutrientes são metabolizados para produzir energia na forma de ATP). 2. Artefatos criados durante o preparo das células para observação ao ME. Citologia Bacteriana MEMBRANA PLASMÁTICA • Fluido viscoso. • Não possui organelas membranosas. • Local onde ocorrem as reações químicas vitais. • Constituição: água, enzimas, oxigênio dissolvido (em algumas bactérias), produtos residuais, nutrientes essenciais, proteínas carboidratos e lipídios. Uma complexa mistura de todos os materiais necessários à célula para suas funções metabólicas. Citologia Bacteriana CITOPLASMA • Constituído por uma longa molécula de DNA de forma enovelada. • Serve como centro de controle da célula • Ocupa uma área do citoplasma que foi chamada nucleóide, por analogia ao núcleo das células eucarióticas. • Nas bactérias não há nenhuma membrana envolvendo o material genético (nucleóide). • É capaz de se autoduplicar, orientando a divisão celular e direcionando as atividades celulares. Citologia Bacteriana CROMOSSOMO • As células bacterianas possuem apenas um cromossomo, enquanto as eucarióticas possuem muitos. • Os cromossomos bacterianos podem conter entre 450 e 8.000 genes, dependendo da espécie bacteriana. Cada gene codifica para um ou mais produtos gênicos (enzimas, outras proteínas e moléculas de RNAr e RNAt). • Moléculas pequenas e circulares de DNA de filamento duplo que não fazem parte dos cromossomos. • Sinônimo: DNA extracromossômico. • Uma célula bacteriana pode ser desprovida de plasmídio ou pode conter um plasmídio, múltiplas cópias de um mesmo plasmídio ou mais de um tipo de plasmídio. • Possui genes que, apesar de não serem essenciais à sobrevivência da bactéria, podem trazer vantagens. Ex.: Muitos plasmídios possuem genes que tornam a bactéria resistente a determinados tipos de antibióticos. Citologia Bacteriana PLASMÍDEO • Minúsculas partículas presentes no interior do citoplasma em grande número. • A maioria consiste em ribossomos, frequentemente ocorrendo em grupamentos (polirribossomos ou polissomas). • O ribossomos procarióticos são menores que os eucarióticos, mas desempenham a mesma função: constituem os locais de síntese de proteínas. • Certas espécies possuem grânulos citoplasmáticos que podem conter: amido, lipídios, enxofre, ferro ou outras substâncias armazenadas. Citologia Bacteriana Partículas Citoplasmáticas • Alguns gêneros bacterianos (p.ex., Bacillus e Clostridium) são capazes de formar esporos de parede espessa como forma de sobrevivência quando os suprimentos de umidade e nutrientes estão baixos. • Endosporos: esporos bacterianos. • Esporulação: processo pelo qual os esporos são formados. Citologia Bacteriana Esporos (Endosporos) Uma cópia do cromossomo e parte do citoplasma circundante tornam-se revestidos por várias capas proteicas espessas. Citologia Bacteriana ESPORULAÇÃO BACTERIANA • São resistentes ao calor, ao frio e ao ressecamento, além da maioria das substâncias químicas. • São capazes de sobreviver por muitos anos no solo ou na poeira, e alguns são ainda bastante resistentes aos desinfetantes e à fervura. •Quando o esporo desidratado alcança uma superfície úmida, rica em nutrientes, ele germina, emergindo uma nova célula bacteriana vegetativa. Esporos (Endosporos) Capaz de crescer e se dividir. • TORTORA, G. J.; FUNKE, B. R.; CASE, C. L. Microbiologia. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. • ENGELKIRK, P. G.; DUBEN-ENGELKIRK, J. Burton, Microbiologia para as ciências da saúde. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. • BARBOSA, H. R.; TORRES, B. B. Microbiologia Básica. São Paulo: Editora Atheneu, 2005. Bibliografia
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