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07/10/2019 1 Morfologia e Estruturas bacterianas Eliane Brolazo MICROBIOLOGIA Morfologia bacteriana Eubactérias: maioria das bactérias conhecidas (incluindo as patogênicas aos humanos) Heterotróficas (utilizam matéria orgânica como fonte de energia e de matéria prima para duplicação celular) Exceção: Cianobactérias: fazem fotossíntese (fotoautotróficas) Características celulares: Parede celular com peptídeoglicano, Forma varia de acordo com a espécie Morfologia bacteriana De maneira geral, as bactérias podem ser agrupadas em três tipos morfológicos gerais: Cocos (esféricos) Bacilos/bastonetes espiralados Os cocos são células arredondadas, podem se dividir em vários planos, o que leva a um grande número de arranjos diferentes. cocos isolados, diplococos estreptococos (cocos em cadeia) Morfologia bacteriana tetracocos, sarcinas (cubos contendo 8 células) estafilococos (cocos formando massas irregulares ou cachos de uva). Morfologia bacteriana Morfologia bacteriana 07/10/2019 2 Os bacilos têm forma de bastonetes: podendo apresentar extremidades retas (Bacillus anthracis) Curtos com extremidades arredondadas (Salmonella, E. coli) Extremidades afiladas (Fusobacterium) Morfologia bacteriana Como seu plano de divisão é fixo, os bacilos exibem uma menor variedade de arranjos Isolados diplobacilos estreptobacilos Morfologia bacteriana Morfologia bacteriana “Em paliçada”, também denominado letras chinesas, que é típico do gênero Corynebacterium. pequenas vírgulas (Vibrio cholerae). Espiralados: Sua nomenclatura controvertida. classificação divide os espiralados em dois grupos: os espiroquetas, que apresentam uma forma de espiral flexível os espirilos, que exibem geralmente morfologia de espiral incompleta e rígidos. Morfologia bacteriana Espiralados são microrganismos bastante afilados, de difícil observação por microscopia comum Utiliza-se microscopia de campo escuro, ou coloração com impregnação por sais de prata. Morfologia bacteriana 07/10/2019 3 Características das Eubactérias 1- Parede bacteriana 2- Cápsula 3- Esporos bacterianos (endosporos) 4- Fímbrias 5- Plasmídios 6- Flagelos Estruturas bacterianas Localizada na porção mais externa à membrana citoplasmática. Funções: Rigidez, responsável pela manutenção da forma do microrganismo. Manutenção da forma celular, impedindo que a célula estoure em decorrência do grande turgor (diferença concentração interna/meio externo) Barreira de proteção contra agentes físicos e químicos externos. Contem componentes relacionados à patogenicidade, como Ag ou moléculas envolvidas no reconhecimento celular pelo sistema imunológico do hospedeiro. Paredes bacterianas Composição química: Peptideoglicano (mureína ou mucopeptídeo): polímero complexo (composto por peptídeos + açúcares) Formado por dois açúcares: N-acetilglicosamina (NAG) ácido N-acetilmurâmico (NAM). Devido a complexa estruturação física, o peptideoglicano confere rigidez à parede, embora exiba certo grau de elasticidade e também porosidade. Paredes bacterianas Nas bactérias chamadas de Gram positivas, cerca de 90% da parede celular é composta pelo peptídeoglicano. O restante da parede é composto essencialmente por ácido teicóico Paredes bacterianas Hans Cristian Gram, em 1884, desenvolveu um método de coloração que permite separação em dois grupos distintos, as Gram positivas (que coravam-se em roxo) e as Gram negativas (que coravam-se em vermelho). As bactérias Gram positivas, tem parede composta por muitas camadas de peptídeoglicano. Nas bactérias Gram negativas, apenas cerca de 10% da parede corresponde ao peptideoglicano, como uma camada única ou dupla. Paredes bacterianas Bactérias Gram negativas a parede tem componente adicional: Membrana Externa: corresponde a uma segunda bicamada lipídica (semelhante à membrana plasmática), localizada externamente ao peptideoglicano, contendo fosfolipídeos, lipoproteínas, proteínas e lipopolissacarídeos. Quando comparada à membrana citoplasmática, a membrana externa exibe maior permeabilidade a pequenas moléculas, tais como glicose ou outros monossacarídeos. Também conhecida como LPS (lipopolissacarídeo) Paredes bacterianas 07/10/2019 4 Gram Positivas Gram negativas Paredes bacterianas Princípios de Coloração Colorações diferenciais requerem vários reagentes aplicados sequencialmente: corante primário: é o primeiro a ser usado e a sua função é corar todas as células da preparação. mordente: substância que aumenta a ligação do corante ao microrganismo. descorante: é uma substância que descora certos microrganismos/estruturas anteriormente corados. corante de contraste: é o último reagente a ser aplicado e tem uma cor que contrasta com o corante primário. Cápsula - camada externa à parede celular, apresentando-se como um material viscoso, associado à superfície celular, de natureza polissacarídica. Produzida por algumas espécies Funções: ligação às células do hospedeiro fator de virulência por dificultar a fagocitose proteção, aumentando a resistência ao dessecamento, (armazena grandes quantidades de água e nutrientes), proteção contra a infecção por bacteriófagos, ou interação com anticorpos. Cápsula Bacteriana Endosporos Função: forma de resistência para garantir sobrevivência na ocorrência de alterações ambientais desfavoráveis. Só ocorre em algumas espécies de bacilos Gram positivos Esporos Bacterianos Fímbrias - apêndices finos (3 a 10 nm), retos e curtos, denominados fímbrias. Pequenas e delgadas, visualizadas pela microscopia eletrônica. Apresentados por algumas espécies de bactérias Gram negativas De natureza proteica, possuem na extremidade adesinas, realizam a adesão da célula bacteriana a diferentes substratos. Fímbrias Bacterianas Fimbria Sexual ou pillus F Algumas bactérias Gram negativas podem apresentar outro tipo de apêndice, denominado pilus F ou fímbria sexual. O pillus F corresponde a uma estrutura bastante longa e menos rígida que as fímbrias convencionais, estando envolvido no reconhecimento de outras bactérias, em um processo de transferência de genes denominado conjugação. Pilus F 07/10/2019 5 DNA extra cromossômico, circular, com duplicação independente do DNA cromossômico. Usualmente presentes em múltiplas cópias e frequentemente carregam genes não essenciais à sobrevivência do indivíduo. Características relacionadas aos fatores de virulência e resistência a antibióticos podem estar codificados nos plasmídios. Plasmídios Flagelos - Estruturas longas e delgadas, apresentando cerca de 20 nm de espessura e 15 a 20 µm de comprimento Função: locomoção das bactérias. Devido à sua pequena espessura, os flagelos somente podem ser visualizados por meio de colorações específicas, microscopia de campo escuro, ou por microscopia eletrônica. Flagelos Utilização de 2 corantes – colocação diferencial 1- Cristal Violeta – 1min e lavar (água corrente suave) 2- Lugol (mordente) – 1 min e lavar 3- Descoloração (Álcool-acetona) – rapidamente e lavar 4- Fucsina ou safranina (2º corante) – 30 seg. e lavar Bactérias Gram positivas – AZUIS OU VIOLETAS Bactérias Gram negativas – VERMELHAS OU ROSAS COLORAÇÃO DE GRAM Archea: os procariontes com características distintas. Diferenciam-nas das bactérias: Presença de proteínas histonas no empacotamento do DNA (similar ao que ocorre em Eucarya/tb DNA girase similar a Eubacteria). Replicação do cromossomo em multiplos pontos (tb similar a Eucarya) Maior relação genética entre Archaea e Eucarya do que Archaea e Eubacteria Bacteriologia Paredes celulares constituídas de polissacarídeos, glicoproteínas ou proteínas, (não peptideoglicanos, típico das paredes das bactérias) Lipídios de membranas diferentes dos presentes nas membranas dos demais seres vivos Maioriaautotróficas quimiossintetizantes, Característica que permite que elas vivam em locais extremos, onde muitos outros organismos não sobreviveriam. Bacteriologia 07/10/2019 6 Quimiolitotróficos: energia obtida por oxidação de compostos inorgânicos (sulfetos, óxidos de ferro, amoníaco, etc) Autotróficos: fixação do dióxido de carbono por fotossíntese ou quimiossíntese (“construção” de matéria orgânica utilizando energia solar ou energia química) Quimiorganotróficos: energia obtida por oxidação de compostos orgânicos (heterotróficos) Bacteriologia Arquaeas vivem em ambientes extremos como em gêiseres e vulcões (termófilas extremas); lagos ácidos e altas concentrações Salinas (halófitas extremas); pântanos, ou tubo digestório de determinados animais, produzindo metano (metanogênicas). A Grande Fonte Prismática – no Parque Nacional de Yellowstone, Wyoming maior fonte termal dos Estados Unidos, com aproximadamente 110 m de diâmetro e 40 m de profundidade. Suas cores deve-se às arqueas . Bacteriologia
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