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1 2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................... 3 2 OS MICRORGANISMOS ................................................................... 4 2.1 A história e o descobrimento dos microrganismos ...................... 5 3 MORFOLOGIA E ESTRUTURA DOS MICRORGANISMOS ............. 7 3.1 Modo de vida dos microrganismos .............................................. 9 3.2 Morfologia dos microrganismos ................................................. 11 3.3 Procariontes .............................................................................. 12 3.4 Eucariontes ............................................................................... 13 4 METABOLISMO MICROBIANO ....................................................... 16 4.1 Importância e objetivos do metabolismo microbiano ................. 17 4.2 Fisiologia microbiana ................................................................. 19 5 CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS ................................. 22 5.1 Bactérias ................................................................................... 22 6 VÍRUS .............................................................................................. 29 7 FUNGOS .......................................................................................... 35 8 PROTOZOÁRIOS ............................................................................ 42 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................... 52 BIBLIOGRAFIA ...................................................................................... 54 3 1 INTRODUÇÃO Prezado aluno! O Grupo Educacional FAVENI, esclarece que o material virtual é semelhante ao da sala de aula presencial. Em uma sala de aula, é raro – quase improvável - um aluno se levantar, interromper a exposição, dirigir-se ao professor e fazer uma pergunta , para que seja esclarecida uma dúvida sobre o tema tratado. O comum é que esse aluno faça a pergunta em voz alta para todos ouvirem e todos ouvirão a resposta. No espaço virtual, é a mesma coisa. Não hesite em perguntar, as perguntas poderão ser direcionadas ao protocolo de atendimento que serão respondidas em tempo hábil. Os cursos à distância exigem do aluno tempo e organização. No caso da nossa disciplina é preciso ter um horário destinado à leitura do texto base e à execução das avaliações propostas. A vantagem é que poderá reservar o dia da semana e a hora que lhe convier para isso. A organização é o quesito indispensável, porque há uma sequência a ser seguida e prazos definidos para as atividades. Bons estudos! 4 2 OS MICRORGANISMOS Fonte: tecreview.tec.mx O termo “microrganismo” é uma definição operacional, que congrega táxons variados de organismos unicelulares microscópicos, que vivem na natureza como células isoladas ou em agregados celulares. Esta definição inclui os grupos das bactérias, arqueas, fungos, protozoários e vírus. (MANFIO, 2003) De acordo com Nascimento (2010): Os microrganismos habitam os mais diversos locais. Esta propriedade é denominada de ubiquidade. Habitam os diferentes ecossistemas, fazem parte da microbiota normal do corpo humano, dos animais e das plantas, aos milhões, em termos de quantidades. Entre estes organismos são estabelecidas relações em diferentes graus de parasitismo, mutualismo e comensalismos. São também patógenos causadores de doenças e deterioração de equipamentos e alimentos, quando não devidamente limpos ou mal armazenados, respectivamente. Os microrganismos foram os primeiros seres vivos a colonizar a Terra. Estima-se que os primeiros microrganismos surgiram há mais de 3,5 milhões de anos em um período geológico em que a Terra passava por grandes transformações geológicas e químicas, e quando a atmosfera ainda não tinha oxigênio (MANFIO, 2003 apud ATLAS & BARTHA, 1998) 5 Atualmente, os microrganismos existem em praticamente todos os ambientes do planeta, inclusive em locais cujas condições ambientais extrapolam os limites de tolerância de animais e plantas. Devido à sua relativa simplicidade morfológica e grande diversidade genética e metabólica, os microrganismos se adaptaram para viver em habitats e nas variadas condições adversas no planeta. Por serem um grupo extenso, e que podem ser benéficos ou nocivos aos seres humanos, os microrganismos passaram a ser estudados e avaliados pelo homem, através da disciplina de microbiologia que é o ramo, e a especialidade da biologia, que estuda os microrganismos, incluindo eucariontes unicelulares e procariontes, como as bactérias, fungos e vírus. Quanto a definição e o estudo os microrganismos, Manfio (2003), afirma: A definição informal do termo “microrganismo” acarreta problemas de natureza prática, pois congrega uma diversidade biológica muito ampla sob os auspícios da Microbiologia. Empregada para designar organismos não-visíveis a olho nu, que ocorrem na natureza como células unitárias ou em agregados de células, esta definição engloba organismos filogeneticamente distintos, incluindo tanto organismos procariotos, as arqueobactérias (Archaea) e bactérias, como eucariotos, as algas microscópicas (cianofíceas), fungos filamentosos, leveduras e protozoários, além da vasta diversidade de vírus. 2.1 A história e o descobrimento dos microrganismos Fonte: kullabs.com 6 Em 1683, Antoni van Leeuwenhoek, um negociante holandês que tinha como passatempo polir lentes e construir microscópios, observou com um desses aparelhos, resíduos retirados de seus próprios dentes e viu “seres minúsculos” em forma de bastonetes. Ele também observou seres microscópicos semelhantes, em muitos outros materiais (água parada, gota de água sobre plantas etc.) Em suas descrições, ele refere a esses seres microscópicos como "animálculos", que significa pequenos animais. Neste mesmo ano, Leeuwenhoek escreveu diversas cartas para a Sociedade real inglesa descrevendo os seres que ele via através de seu pequeno microscópio. Foram essas cartas que deram início a Microbiologia, afinal, foram elas que permitiram que a sociedade tomasse conhecimento da existência de pequenos seres microscópicos. A descoberta de Leeuwenhoek, fez com que surgisse duas teorias controversas; a teoria da abiogênese (geração espontânea), onde os cientistas que defendiam esta teoria acreditavam que os “animálculos” se originavam da composição de plantas e tecidos de diversos animais. E a teoria da biogênese que era muito defendida pelo cientista francês Louis Pasteur, que através de 2 experimentos conseguiu demonstrar a impossibilidade da geração espontânea. (DIAS, 2009) Historicamente, o desenvolvimento da Microbiologia como ciência foi fortemente influenciado pela necessidade de conhecimento sobre os microrganismos causadores de doenças no homem e em outros animais (MANFIO, 2003 apud ATLAS & BARTHA, 1998). Durante várias décadas, pesquisadores concentraram esforços no desenvolvimento de métodos para detecção, isolamento e cultivo de microrganismos em condições de laboratório. A comprovação de que alguns microrganismos causam doenças foi o maior impulso no desenvolvimento da ciência da microbiologia como uma ciência biológica independente. Já no século XVI, acreditava-se que algo que causasse uma doença poderia ser transmitido de um indivíduo doente a um indivíduo sadio. Após a descoberta dos microrganismos, acreditava-se amplamente que eles eram os responsáveis, embora faltasse uma prova definitiva. (MADIGAN, 2016). 7 3 MORFOLOGIA E ESTRUTURA DOS MICRORGANISMOS Fonte: odemocrata.com.br Em 1866,o zoólogo alemão E. H. Haeckel sugeriu que os microrganismos que não podiam ser classificados como vegetais ou animais, fossem denominados de protistas formando o reino Protista, constituído unicamente por seres unicelulares. Assim, ao se falar de protistas, estariam envolvidas as bactérias, algas, fungos e protozoários, excluindo-se os vírus que não são organismos celulares. (CAMPOS, 2016) De acordo com Spolidorio et al (2013): Os seres vivos são classificados de acordo com a complexidade de sua estrutura celular, determinando dois grandes grupos: os procariotos e os eucariotos. A classificação mais atual, utilizada na maior parte dos trabalhos taxonômicos modernos, divide os seres vivos em três domínios: Bacteria ou Eubacteria: compreende todas as bactérias que infectam o homem; Archaea ou Archaebacteria: bactérias metanogênicas, termófilas, acidófilas e halófilas; Eukaryota: reinos animal, vegetal, fungos e protozoários. Os domínios Bacteria e Archaea contêm os seres vivos procariotos. 8 Fonte: ebah.com.br Os vírus não se enquadram em nenhum dos grupos determinados para os seres vivos, pois não são células verdadeiras e dependem do hospedeiro para a sobrevivência e proliferação da espécie. A classificação dos vírus está relacionada com sua composição química e morfológica ou com a presença do ácido nucleico. De forma geral, todos os sistemas biológicos possuem as seguintes características comuns: Habilidade de reprodução; Capacidade de ingestão ou assimilação de substâncias alimentares, visando a obtenção de energia e de crescimento; Habilidade de excreção de produtos tóxicos; Capacidade de reagir ou se adaptar às alterações do meio ambiente, Susceptibilidade a mutações. Segundo Campos (2016): Os microrganismos apresentam sistemas específicos para estudo das reações fisiológicas, genéticas e bioquímicas, constituindo a base da vida. Seu crescimento reprodução é rápido e em ritmo elevado, sendo que algumas espécies bacterianas podem apresentar 100 gerações em menos de 24 horas. Os processos metabólicos microbianos são similares ao que ocorrem nos vegetais superiores e 9 nos animais. As leveduras, por exemplo, utilizam a glicose, basicamente do mesmo modo que as células de mamíferos, mostrando que o mesmo sistema enzimático está presente nestes organismos tão diversos. 3.1 Modo de vida dos microrganismos A maioria dos microrganismos são benéficos, mas existe alguns tipos que podem causar danos aos demais organismos. Neste sentido, os microrganismos são divididos em diferentes grupos, conforme o seu modo de vida, sendo estes alguns deles: Sapróbios (saprófitos): comensais ou decompositores de substâncias orgânicas mortas; São também conhecidos como microrganismos recicladores. Entre estes, muitos podem desenvolver o parasitismo facultativo. Fonte: todabiologia.com Parasitos: causam danos as células vivas de outros organismos. O parasitismo se manifesta em diferentes graus, desde o parasito obrigatório ao hiperparasitismo. No parasitismo obrigatório há uma completa dependência do hospedeiro para a sua multiplicação; no parasitismo múltiplo sobrevive em vários hospedeiros e no parasito facultativo existe outro modo de vida que é o saprofitismo. Já no hiperparasitismo ocorre parasitismo no mesmo grupo. 10 Fonte: culturacolectiva.com Simbiontes: estabelecem relações em diferentes graus, desde as mais próximas (simbiose mutualística, onde há interação morfológica e física entre dois organismos, a exemplo dos líquenes e das micorrizas) até as mais antagônicas (tipo de relação onde um deles é prejudicado em detrimento do outro). Fonte: pt.wikipedia.org 11 3.2 Morfologia dos microrganismos As células são consideradas as unidades básicas de qualquer organismo, desde os microrganismos constituídos por uma única célula até as formas de vida com tecidos especializados e órgãos complexos. Todas as células possuem uma barreira de permeabilidade chamada de membrana citoplasmática que separa o interior da célula, o citoplasma, do ambiente externo. O citoplasma é uma mistura aquosa de macromoléculas – proteínas, lipídeos, ácidos nucleicos e polissacarídeos – moléculas orgânicas menores (principalmente precursores de macromoléculas), diversos íons inorgânicos, e ribossomos, as estruturas sintetizadoras de proteínas das células. A parede celular confere resistência estrutural à célula; é uma estrutura relativamente permeável localizada exteriormente à membrana plasmática além de ser uma camada muito mais forte do que a membrana em si. (MADIGAN, 2016). Fonte: lifecitologia.blogspot.com Existem fundamentalmente duas classes de células, embora estas sejam quimicamente similares, pois ambas contêm ácidos nucleicos, proteínas, lipídeos e carboidratos. Os procariotos apresentam o material genético disperso pelo citoplasma e não separado por uma membrana, enquanto os eucariotos possuem um núcleo bem individualizado e delimitado pelo envoltório nuclear. Embora a complexidade nuclear seja utilizada para dar nome a essas duas 12 classes de células, há outras diferenças importantes entre procariotos e eucariotos. (SPOLIDORIO, et al 2013) 3.3 Procariontes Fonte: bol.uol.com.br Os procariotos incluem os reinos Bacteria e Archaea e consistem em células pequenas e estruturalmente bastante simples. (MADIGAN, 2016) O seu material genético (cromossomo circular) não é envolvido por uma membrana e não possuem organelas revestidas por membrana. As bactérias são limitadas por uma parede celular que consiste geralmente de polissacarídeo complexo peptidoglicano, um polímero de açúcares mistos e aminoácidos. Fonte: educacao.globo.com 13 Há duas formas de estruturas de paredes celulares: uma parede fina que cerca a membrana celular e que retém o corante cristal violeta (bactéria Gram- positiva) ou uma parede fina colocada entre duas membranas fosfolipídicas de camada dupla (bactéria Gram negativa). Normalmente se dividem por fissão binária, em que seu DNA é duplicado e a célula se divide em duas. (SPOLODORIO, et al, 2013) Fonte: dbio.uevora.pt Apesar de possuírem uma estrutura relativamente simples, as células procarióticas são bioquimicamente versáteis e diversas. Por exemplo, todas as principais atividades metabólicas são encontradas em bactérias, incluindo os três processos para obtenção de energia: glicólise, respiração e fotossíntese. 3.4 Eucariontes Os eucariontes são caracteristicamente maiores que os procariontes e contêm uma variedade de estruturas citoplasmáticas envoltas em membranas, chamadas de organelas. De acordo com Raven et al (2014): 14 Diferentemente das células procarióticas, as células eucarióticas possuem, entre outras características: Um núcleo limitado por uma membrana, formando uma cavidade centralizada que guarda o material genético da célula. Algumas organelas limitadas por membranas, formando compartimentos flutuantes no hialoplasma que possuem funções especializadas. (Organela significa "pequeno órgão" e indica que, assim como os órgãos do corpo humano, as organelas têm funções específicas e fazem parte de um sistema maior.) Vários cromossomos lineares, diferentemente do único cromossomo circular de uma célula procarionte. Fonte: alunosonline.uol.com.br Essas células também incluem, mais proeminentemente, o núcleo que contém o DNA, mas também mitocôndrias e cloroplastos, organelas especializadas no fornecimento de energia para a célula, além de diversas outras organelas. Normalmente, o núcleo de uma célula eucarionte é a organela mais proeminente de uma célula. As células eucarióticas têm um núcleo verdadeiro, o que significa que o DNA celular é cercado por uma membrana. Portanto, o núcleo abriga o DNA da célulae direciona a síntese de proteínas e ribossomos, organelas celulares responsáveis pela síntese proteica. Os microrganismos eucariotas incluem algas, protozoários e outros protistas, bem como os fungos. As células de plantas e animais também são 15 eucarióticas. Apesar das diferenças estruturais claras entre procariotos e eucariotos a palavra “procariota” não implica um parentesco evolutivo. (MADIGAN, 2016) Fonte: biologia.top Diferenças entre procariontes e eucariontes Fonte: slideplayer.com.br Complexa Há migração maturação do RNA Simples Direta Transcrição Presentes Ausentes Histonas Linear Circular Forma Possuem vários cromossomas Só possuem 1 molécula de DNA Organização Núcleo das células, mitocôndrias e cloroplastos Disperso no citoplasma Localização Eucariontes Procariontes 16 Fonte: hanatemplate.com 4 METABOLISMO MICROBIANO Fonte: percursodosaber.com.br As células microbianas vivem comumente em grupos, chamados de comunidades microbianas. Todas as células apresentam algum tipo de metabolismo por meio da retirada de nutrientes do meio ambiente e transformação dos mesmos em novos materiais e resíduos celulares. (MANDIGAN,2016) Chama-se metabolismo ao conjunto de reações químicas que ocorrem nas células, e que lhe permitem manter-se viva, crescer e dividir-se. É a soma de todas as reações enzimáticas que ocorrem na célula por meio de uma 17 integração altamente coordenada, onde muitos mecanismos de sistemas multienzimáticos participam, trocando matéria e energia entra a célula e o seu meio ambiente. (LIMA e CÉZAR, 2014) As reações químicas podem ser divididas em duas classes: Catabolismo: reações que liberam energia. Ocorre através da quebra de orgânicos complexos em compostos químicos mais simples. As reações catabólicas fornecem energia necessária para dirigir as reações anabólicas, através de molécula de Trifosfato de Adenosina (ATP). Anabolismo: reações que precisam de energia para acontecerem. É a formação, construção de moléculas mais complexas a partir de moléculas mais simples. Fonte: diferenca.com 4.1 Importância e objetivos do metabolismo microbiano Segundo Almeida (2018), o metabolismo é importante em vários aspectos: Avaliar a diversidade e versatilidade bioquímica Relação microrganismos e doenças Papel dos microrganismos na natureza Explorar os microrganismos economicamente Cultivo, crescimento e controle dos microrganismos. 18 Desenvolvimento de métodos moleculares para diagnóstico e controle dos microrganismos Controle dos processos de deterioração de materiais Reciclagem da matéria Os objetivos e resultados do metabolismo, regem todo o ciclo de vida dos microrganismos e influenciam, diretamente, o meio em que vivem e os seres vivos com quem convivem. Dentre os vários resultados podemos destaca: I. Transformações químicas celulares - produção e utilização de energia/poder redutor. II. Transporte III. Produzir unidades básicas, como polímeros (PS, Lipídeos, proteínas, ácidos nucléicos); estruturas celulares IV. Crescimento e reprodução, V. Reparar danos e manutenção celular VI. Locomover-se; VII. Armazenar nutrientes VIII. Excreção. Durante o metabolismo a energia produzida é conservada para que, ao construir novas estruturas, a célula precisará utilizar essa energia. A produção dessas novas estruturas leva à divisão celular e formação de duas novas células. Em microbiologia, utiliza-se a palavra crescimento em referência a um aumento no número de células em consequência da divisão celular. (MADIGAN, 2016) Durante o metabolismo e crescimento, ambos os eventos, genético e catalítico, acontecem na célula; o fluxo de informação biológica é iniciado e há o envolvimento de diversas vias metabólicas. Do ponto de vista genético, o genoma da célula é replicado, e as proteínas necessárias para o suporte do crescimento sob determinadas condições, são biossintetizadas nos processos sequenciais de transcrição e tradução. Esses eventos requerem que a maquinaria catalítica da célula – as enzimas – execute reações que forneçam energia, além dos precursores necessários para a biossíntese de todos os componentes celulares. (MADIGAN, 2016) 19 4.2 Fisiologia microbiana Fonte: timetoast.com Os microrganismos estão agrupados conforme as suas necessidades nutricionais, de modo que foram, a princípio, divididos em autotróficos (capazes de sintetizar nutrientes a partir de elementos primários) e heterotróficos (capazes de degradar compostos pré-formados para assimilar os nutrientes). As necessidades nutricionais dizem respeito às fontes de energia, luz, compostos inorgânicos e orgânicos, que são fornecidos aos microrganismos. (NASCIMENTO, 2010) A assimilação dos nutrientes pelos microrganismos ocorre através de reações enzimáticas, que são liberadas no substrato, promovendo a decomposição (catabolismo ou decomposição) ou por vias metabólicas de biossíntese (anabolismo). Poucos são os microrganismos capazes de realizar a nutrição pela ingestão ou fagocitose. Os microrganismos exibem os mais diversos mecanismos nutricionais. Em relação aos procariotos (Bacteria e Archaea), a nutrição ocorre predominantemente pela absorção, uma vez que a grande maioria destes organismos possui uma espessa parede celular, impossibilitando a realização de fagocitose. 20 Principais vias metabólicas Glicolítica: processo anaeróbio da oxidação da glicose (C6H12O6) até ácido pirúvico. Fermentativa: processo de obtenção de energia pelo qual a molécula orgânica que está sendo metabolizada não é completamente oxidada, ou seja, não extrai todo o seu potencial energético. Produtos: ácidos acético e lático, álcoois (etanol, metanol e butanol), cetonas (acetona) e gases (dióxido de carbono e hidrogênio molecular). Respiração aeróbia: processo de oxidação do piruvato, resultante da glicólise, a dióxido de carbono e água. Requer O2 como aceptor final de elétrons e é muito mais eficiente na obtenção de energia do que a via glicolítica ou a fermentativa. Respiração anaeróbia: os microrganismos são capazes de utilizar muitos outros aceptores finais de elétrons, como o sulfato em bactérias do gênero Desulfovibrio. Para isto, multiplicam-se na ausência de oxigênio. Os fatores físicos necessários ao crescimento microbiano incluem luz, temperatura, aeração, pH etc. Os microrganismos são classificados em diferentes categorias conforme estes fatores. Quanto às fontes de energia e de carbono Fotolitotróficos ou fotoautotróficos: luz como fonte de energia e CO2 como fontes de carbono. Ex. bactérias fotossintetizantes (cianobactérias), bactérias sulfurosas púrpuras (Chromatium) e bactérias sulfurosas verdes (Chlorobium); Fotorganotróficos: luz como fonte de energia e compostos orgânicos (álcool, carboidratos, ácidos orgânicos etc.) como fontes de carbono. Ex. bactérias verdes não sulfurosas (Chloroflexus) e bactérias púrpuras não sulfurosas (Rhodopseudomonas); Quimiolitotróficos: compostos inorgânicos (gás sulfídrico (H2S), enxofre elementar (S), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2), nitrato (NO3 -), nitrito (NO2 - ) e ferro (Fe2+)) como fonte de energia e como fonte de energia e CO2 como fontes de carbono. Quimiorganotróficos: compostos orgânicos como fontes de energia e de carbono. Ex. a maioria das bactérias, fungos e protozoários. 21 Quanto ao ph Acidófilos: crescimento ótimo em pH abaixo de 7; Mesófilos: crescimento ótimo em pH em torno de 7; Alcalófilos: crescimento ótimo em pH acima de 7. Quanto à aeração Aeróbios: crescem apenas em presença de oxigênio livre; Anaeróbios: crescem apenas na ausência de oxigênio livre; Microaeróbios: crescem sob baixa tensão de oxigênio livre;Anaeróbios facultativos: são anaeróbios, porém crescem em condições aeróbias. Quanto à temperatura Psicrófilos: ótimo crescimento a 10°C, porém toleram temperaturas entre -10°C a 20°C. Microrganismos típicos de ambientes glaciais; Psicrotróficos: ótimo crescimento a 20°C, porém toleram temperaturas entre 0°C a 30°C. Microrganismos típicos de ambientes refrigerados; Mesófilos: ótimo crescimento a 35°C, porém toleram temperaturas entre 10°C a 45ºC. Microrganismos típicos do ambiente e da microbiota humana e de animais; Termófilos: ótimo crescimento a 60°C, porém toleram temperaturas entre 40°C a 70°C. Microrganismos típicos de compostagem ou processos térmicos; Extremófilos: ótimo crescimento a 90ºC, porém toleram temperaturas entre 65°C a 110°C. Microrganismos típicos de ambientes quentes (vulcões, regiões termais, gêiser). Quanto à pressão osmótica Hipotônicos: devido a menor concentração de sais no meio, a bactéria absorve líquidos em excesso, tornando a célula túrgida; Isotônicos: a concentração de sais no meio está em equilíbrio com o do citoplasma bacteriano; Hipertônicos: devido a maior concentração de sais no meio, a bactéria perde líquidos em excesso, ocorrendo plasmólise da célula. 22 5 CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS 5.1 Bactérias Fonte: pebmed.com.br As bactérias são seres unicelulares aclorofilados, microscópicos, que se produzem por divisão binária. Elas são células que podem várias formas, como esféricas ou em forma de bastonetes curtos, com tamanhos variados, alcançando às vezes micrômetros linearmente. Entre as principais características das células bacterianas estão suas dimensões, forma, estrutura e arranjo. Estes elementos constituem a morfologia da célula, podendo ser: cocos, cocobacilos, bacilos, e que podem apresentar diferentes arranjos em pares ou cadeias. As bactérias espiraladas ocorrem como células isoladas. Cada forma celular individual de espécies diferentes exibe nítidas diferenças no comprimento, número, e amplitude das espirais e na rigidez das paredes celulares. A unidade de medida das bactérias é o micrômetro, que equivale a 10-3 mm. As bactérias mais frequentemente estudadas em laboratório medem, aproximadamente, entre 0,5 e 1,0 µm e entre 2,0 e 5,0 µm. (CAMPOS, 2016) Na maioria das espécies, a proteção da célula é feita por uma camada extremamente resistente, a parede celular, havendo imediatamente abaixo uma 23 membrana citoplasmática que delimita um único compartimento contendo DNA, RNA, proteínas e pequenas moléculas. São chamadas de procarióticas porque não possuem um núcleo organizado e são morfologicamente mais simples que as células dos organismos “superiores”. Compreende os domínios: Bacteria e Archae. Classificação bacteriana Procariótas: Pró (antes) Karyon (núcleo) Fonte: khanacademy.org Eucariótas: Eu (verdadeiro) Karyon (núcleo) Eubactérias: Água, solo e organismos vivos. Estas bactérias são organismos procariontes e representam o maior número de espécies dentro da lassificação antiga do “Reino Monera”. Fazem parte do Grupo Eubactéria todas as bactérias (excluindo as arqueobactérias) e as cianobactérias. Arqueobactérias: Ambientes inóspitos (pântanos, oceano, salinas, vulcões, etc.) 24 Fonte: bol.uol.com.br Capacidade de síntese: - Autotróficas - Heterotróficas Pressão osmótica: - Osmofílicas - Halofílicas Tensão de Oxigênio: -Aeróbias - Anaeróbias estritas - Anaeróbias facultativas - Microaerófilas Temperatura: - Psicrófilas - Mesófilas - Termófilas PH: - Acidófilas - Neutrófilas - Basófilas 25 Morfologia bacteriana Segundo Guerra (2017): As Bactérias fazem parte dos seres Procariontes (sem núcleo organizado) e diferem das células Eucarioticas, principalmente, pela: Ausência de organelas e citoesqueleto em seu citoplasma; O glicocálix está presente como cápsula (proteção contra fagocitose: papel importante na virulência) ou camada viscosa (protege contra desidratação), além de promoverem adesão; Ribossomos de tamanho menor (70S); Presença de Parede Celular complexa de Peptideoglicano; Membrana plasmática sem carboidratos e, geralmente, sem esteróides (o que a torna mais rígida); Normalmente possui um único cromossomo circular Não tem histonas. Fonte: slideplayer.com.br Formas As bactérias podem se apresentar nos seguintes tipos morfológicos: Bastonetes ou bacilos: Bastonetes longos ou curtos com extremidade reta ou de ponta arredondada, ou ainda curvos. Ex: Tuberculose e Hanseníase. Espirilos: Forma de hélice, saca-rolha ou espiralar. Ex: Leptospirose 26 Cocos: Podem ser esféricos, elípticos, em forma de ponta de lança, riniformes, etc. Ex: Gonorréia e Meningite. Vibriões: Bactérias em forma de “vírgula”. Fonte: biologia-basica.blogspot.com Arranjos Os cocos podem formar diferentes arranjos, de acordo com a sua divisão celular (em plano único, ou em mais planos): Diplococos: não Cocos agrupados 2 a 2 (divisões em um único plano). Estreptococos: vários cocos dispostos em cadeia, similar a um cordão de pérolas. (Divisão em um único plano). Tétrades: Grupos de 4 cocos unidos (divisão em 2 planos). Sarcinas: Grupos de 8 cocos unidos, de forma semelhante a um cubo (divisão em 3 planos). Estafilococos: Cocos agrupados de forma aleatória, semelhante ao formato de um cacho de uvas (divisão em muitos planos). Os bastonetes (ou bacilos) não se dispõe em tantos arranjos como os cocos, sendo que, na sua grande maioria, se apresentam de forma isolada. Porém, ocasionalmente podem ocorrer aos pares (diplobacilos) ou em cadeias (estreptobacilos). 27 Dependendo do gênero, fase de crescimento ou da composição do meio de cultura, estas bactérias podem também apresentar arranjos diferenciados, como crescimento em paliçada ou letras chinesas (Corynebacterium/Difteria). (NOGUEIRA, 2015) Quando os bastonetes são muito curtos, podemos encontrar alguns autores denominando-os cocobacilos. Os espirilos ocorrem, predominantemente, como células isoladas. Exibem, porém, nítidas diferenças em relação ao comprimento, largura, número e amplitude dos espirais. Taxonomia bacteriana Fonte: slideshare.net Taxonomia (do grego tassein = para classificar e nomos = lei, ciência, administrar) é considerada a ciência da classificação. A classificação necessita da criação de um sistema que facilite identificar os seres. O primeiro sistema de classificação foi o de Aristóteles, no século IV a.C., que ordenou os animais pelo tipo de reprodução e por terem ou não sangue vermelho. Vários sistemas foram posteriormente criados a partir destas ideias. (NOGUEIRA, 2015) 28 Nomenclatura Refere-se ao nome do microrganismo, seguindo o Código Internacional para Nomenclatura de Procariontes (International Committee on Systematic of Prokaryotes). Este contém todos os princípios e recomendações para a descrição de uma nova unidade de classificação (ou táxon, no plural taxa), em espécie, gênero ou família. (THOMPSON, 2010) As regras do código internacional baseiam-se no sistema binominal desenvolvido por Linnaeus: O nome de uma espécie bacteriana é proveniente da combinação, em latim, formada de duas partes, o nome do gênero, seguido pelo nome da espécie bacteriana. Como, por exemplo: Escherichia coli (Escherichia é o gênero, e coli a espécie). Seguindo a regra, apenas a primeira letra do nome do gênero é escrita em maiúscula, e o nome completo dever· ficar em itálico ou sublinhado. Exemplo: Escherichia coliou Escherichia coli. No caso de bactérias em que os sorotipos possuem grande importância, eles são citados após o nome da espécie, mas não se muda a grafia para itálico, o que poderá causar confusão. Exemplo: Salmonella enterica, subespécie (subsp.) enterica sorotipo Typhi. Muitas vezes encontraremos escrito Salmonella Typhi. Convenção taxonômica Sufixos usados para determinação de ordens, famílias e tribos: Ordens: sufixo - ales. Ex.: Eubacteriales Famílias: sufixo - aceae. Ex.: Bacillaceae Tribos: sufixo - eae. Ex.: Proteae (Proteus) Reprodução em Bactérias As bactérias se reproduzem por fissão binária transversa, que havendo a replicação do cromossomo a bactéria desenvolve uma parede celular transversa, dividindo-a em duas células. Assim, a parede transversa forma como uma invaginação da membrana plasmática e da parede celular. Quando a nova parede formada não se separa completamente em duas paredes, pode-se formar uma cadeia (ou filamento) de bactérias. (BERETTA et al, 2017) Existem outras formas de reprodução, como: 29 Transformação: onde a bactéria absorve fragmentos de material genético de outra bactéria se rompeu. Conjugação: duas bactérias geneticamente diferentes, mas da mesma espécie, trocam material genético de forma direta, em Escherichia coli formam um pelo oco chamado de pelo F ou pelo sexual que servirá para a troca do DNA. Transdução: é o processo de reprodução no qual o DNA bacteriano é transferido de uma bactéria para outra por um vírus, os chamados bacteriófagos. Quando o bacteriófago entra numa célula bacteriana, o DNA do vírus mistura-se com uma parte do DNA bacteriano, de modo que o vírus agora carrega esta parte do DNA. Se o vírus infecta uma segunda bactéria, o DNA da primeira bactéria pode misturar-se com o DNA da segunda bactéria. Existem dois mecanismos de transdução: generalizada, em que qualquer gene pode ser transmitido, e restrita, que se limita a alguns genes específicos. 6 VÍRUS Fonte: brasilescola.uol.com.br Os vírus são pequenos e de estrutura muito simples, podendo replicar-se independentemente do cromossoma de uma célula, mas não independentemente da própria célula hospedeira. Não possuem ribossomos para síntese proteica ou locais para produção de energia; consequentemente, 30 não realizam as funções de respiração ou Biosintética. (SPOLIDORIO et al, 2013) Apesar de terem a capacidade de se replicar, os vírus não possuem um aparato enzimático suficiente para a replicação, necessitando, assim, da maquinaria celular para completar o seu ciclo replicativo, o que o torna um parasita intracelular obrigatório. Sua fragilidade “aparente”, por ser estritamente dependente da célula, é descartada pela capacidade de controle e redirecionamento do metabolismo celular para o seu próprio benefício. Apesar da baixa complexidade estrutural, pode causar grandes danos à célula hospedeira, mesmo apresentando morfologicamente apenas o material genético, um capsídeo e, em alguns vírus, um envelope. Fonte: bol.uol.com.br Algumas propriedades distinguem os vírus de outros microrganismos. A primeira está relacionada ao seu tamanho, o qual pode variar de 10 a 300 nm. Dessa forma, são considerados os menores microrganismos existentes, podendo ser visualizados apenas através da microscopia eletrônica. Para fins de comparação, as bactérias e as hemácias possuem, em média, 10 a 15 vezes o tamanho dos vírus, o que possibilita a identificação destes por meio da microscopia ótica. 31 Estrutura viral A forma extracelular de uma partícula viral ou virion varia de tamanho entre 10 e 300 nanômetros (nm) de diâmetro. Sua estrutura é formada basicamente por um genoma composto por ácido nucleico, como ácido desoxirribonucleico (DNA) ou ácido ribonucleico (RNA) – nunca os dois –, envolvido por um capsídeo, o qual é composto por várias unidades proteicas menores denominadas capsômeros. Ocasionalmente, dependendo do vírus, é envolto ainda por outros componentes macromoleculares, como lipídeos e polissacarídeos, formando um envelope protetor. (SPOLIDORIO et al, 2013) Fonte: slideplayer.com.br Algumas propriedades distinguem os vírus de outros microrganismos. A primeira está relacionada ao seu tamanho, o qual pode variar de 10 a 300 nm. Dessa forma, são considerados os menores microrganismos existentes, podendo ser visualizados apenas através da microscopia eletrônica. Para fins de comparação, as bactérias e as hemácias possuem, em média, 10 a 15 vezes o tamanho dos vírus, o que possibilita a identificação destes por meio da microscopia ótica. 32 A segunda propriedade se refere ao genoma viral, que pode ser DNA ou RNA, com exceção do Mimivírus (família: Mimiviridae), o qual apresenta em seu genoma os dois ácidos nucleicos (DNA e RNA), descoberto em 2003, por pesquisadores da Universidade Méditerranée, em Marseille, França. (LA SCOLA et al., 2003 apud STEPHENS, et al. 2009.) Ciclo viral A replicação viral, que ocorre no interior da célula do hospedeiro, evolui seguindo as etapas de adsorção, penetração, desnudamento, transcrição e tradução (síntese), maturação e liberação. Adsorção É a ligação de uma molécula presente na superfície da partícula viral com os receptores específicos da membrana celular do hospedeiro. Nos vírus envelopados, as estruturas de ligação geralmente se apresentam sob a forma de espículas, como nos Paramyxovírus e nos vírus sem envelope. A ligação célula-vírus geralmente está relacionada a um ou grupo de polipeptídios estruturais, como acontece nos Papilomavírus. Penetração É a entrada do vírus na célula. Esta pode ser feita de duas maneiras: fusão e viropexia. A fusão é quando a membrana celular e o envelope do vírus se fundem, permitindo a entrada deste no citosol da célula. No caso da família Paramixoviridae, a proteína F catalisa a ligação da membrana com o envelope. Desnudamento Neste processo, o capsídeo é removido pela ação de enzimas celulares existentes nos lisossomos, expondo o genoma viral. Além disso, se observa a fase de eclipse, onde não há aumento do número de partículas infecciosas na célula hospedeira. De uma maneira geral, o vírus que possui como ácido nucleico o DNA, faz síntese no núcleo, com exceção do PoxvÌrus, uma vez que precisa da enzima polimerase, encontrada no núcleo da célula. O vírus que possui como genoma o 33 RNA faz a síntese viral no citoplasma, com exceção do vírus Influenza, pois já possui a enzima polimerase. Síntese Viral (Tradução) A síntese viral compreende a formação das proteínas estruturais e não estruturais a partir dos processos de transcrição e tradução. Os vírus foram agrupados em sete classes propostas por Baltimore em 1971, de acordo com as características do ácido nucleico e as estratégias de replicação. Nos vírus inseridos nas classes I, III, IV e V, o processo de tradução do RNA mensageiro ocorre no citoplasma da célula hospedeira. Já nos vírus da classe II, este processo ocorre no núcleo. Em todas estas classes, o RNA mensageiro sintetizado vai se ligar aos ribossomas, codificando a síntese das proteínas virais. As primeiras proteínas a serem sintetizadas são chamadas de estruturais, pois irão formar a partícula viral. As tardias são as proteínas não estruturais, que participam do processo de replicação viral. Na classe VI, os vírus de RNA realizam a transcrição reversa formando o DNA complementar (RNA'DNA’RNA), devido a presença da enzima transcriptase reversa (família Retroviridae). Os vírus da classe VII apresentam um RNA intermediário de fita simples, maior do que o DNA de cadeia dupla que o originou (DNA’RNA’DNA). Características principais de cada classe. Classe I: Ocorre no citoplasma, independente do genoma celular, que é bloqueado. Classe II: É realizada no núcleo,simultaneamente à síntese do genoma celular. Classe III: Processa-se no citoplasma; sendo, no início, apenas umas das fitas do ácido nucleico copiada. Classe IV: Ocorre no citoplasma, por meio de um processo complexo, ainda pouco esclarecido. Classe V: A fita simples de RNA serve de molde para a formação de genoma viral e síntese de RNA mensageiro. 34 Classe VI: Pertence a essa classe a família Retroviridae, que possui uma enzima chamada Transcriptase Reversa, responsável pela síntese de DNA a partir de RNA. Classe VII: Tem como exemplo a família Hepadnaviridae, cuja característica principal é a formação de um RNA intermediário. Montagem e Maturação Nessa fase, as proteínas vão se agregando ao genoma, formando o nucleocapsídeo. Alguns vírus, como o Rotavírus, apresentam mais de um capsídeo. A maturação consiste na formação das partículas virais completas, ou vírions, que, em alguns casos, requerem a obtenção do envoltório lipídico ou envelope. Este processo, dependente de enzimas tanto do vírus quanto da célula hospedeira, podendo ocorrer no citoplasma ou no núcleo da célula. De uma forma geral, os vírus que possuem genoma constituído de DNA condensam as suas partes no núcleo, enquanto os de RNA, no citoplasma. Liberação A saída do vírus da célula pode ocorrer por lise celular ou brotamento. Na lise celular (ciclo lítico), a quantidade de vírus produzida no interior da célula é tão grande que a célula se rompe, liberando novas partículas virais que vão entrar em outras células. Geralmente, os vírus não envelopados realizam este ciclo, ao passo que os envelopados saem da célula por brotamento. Neste caso, os nucleocapsÌdeos migram para a face interna da membrana celular e saem por brotamento, levando parte da membrana. 35 Fonte: estudopratico.com.br 7 FUNGOS Fonte: todamateria.com.br Os fungos são microrganismos ubíquos, eucariotos, aclorofilados, aeróbios, heterotróficos, unicelulares e multicelulares. Mais de 250 mil espécies 36 de fungos já são conhecidas. Apesar das dimensões macroscópicas de alguns fungos, a exemplo dos cogumelos, são considerados microrganismos, pois formam um falso tecido gigante, mas a unidade celular é microscópica. (NASCIMENTO, 2010) Os fungos são espécies uni ou multicelulares identificadas por sua aparência física e por seu habitat. Morfologicamente, os fungos apresentam paredes celulares compostas principalmente de quitina, um polímero de N- acetilglicosamina derivado da glicose. Essas paredes são compostas de 80 a 90% de polissacarídeos com proteínas, lipídeos, polifosfatos e íons orgânicos formando uma matriz. São conhecidos por sua baixa exigência nutricional, o que facilita sua sobrevivência em ambientes diversos e a contaminação de produtos de consumo humano. (SPOLIDORIO et al,2013) Quanto ao modo de vida, a maioria é sapróbio sobre material em decomposição, outros são parasitos de plantas e animais (aproximadamente 150 sp. são patogênicas para humanos e animais). A simbiose também é verificada como co-evolução entre fungos e plantas (micorrizas) e algas (líquenes). Com o metabolismo aeróbio crescem com facilidade sobre meios à base de batata ou carboidratos. As leveduras são aeróbias facultativas e promovem a fermentação, sendo de larga aplicação na indústria alimentícia. Os fungos são imóveis, exceto algumas estruturas reprodutivas (esporos do filo Chytridiomycota) flageladas. Os esporos são estruturas reprodutivas geradas por meiose (sexual) e mitose (assexual). Morfologia Morfologicamente, os fungos apresentam paredes celulares compostas principalmente de quitina, um polímero de N-acetilglicosamina derivado da glicose. Essas paredes são compostas de 80 a 90% de polissacarídeos com proteínas, lipídeos, polifosfatos e íons orgânicos formando uma matriz. São conhecidos por sua baixa exigência nutricional, o que facilita sua sobrevivência em ambientes diversos e a contaminação de produtos de consumo humano. (SPOLIDORIO et al, 2013) 37 Fonte: anatpat.unicamp.br Fungo leveduriforme: unicelular, com células esféricas, blastósporos, pseudo-hifas e clamidósporos. (NASCIMENTO, 2010) Fonte: judytsafrirmd.com Fonte: ibapcursos.com.br Fungo filamentoso: multicelular, constituído por estrutura vegetativa (hifas). O conjunto de hifas forma o micélio. O micélio cresce de forma radial e horizontal, absorvendo nutrientes a partir do contato e ação enzimática sobre o substrato. As hifas têm crescimento indefinido enquanto houver nutrientes disponíveis. As hifas são cilíndricas, incolores (hialinas) ou levemente escuras (demácias). Os fungos filamentosos são divididos em cenocíticos - hifa não septada - e apocíticos - hifa septada. (NASCIMENTO, 2010) 38 Fonte: biologia.seed.pr.gov.br Classificação dos fungos Segundo Spolidorio et al (2013), os três principais grupos dos fungos: Bolores: são chamados de fungos filamentosos e estão presentes amplamente na natureza, principalmente em alimentos velhos. O filamento dos bolores recebe o nome de hifa. As hifas podem ser septadas (diferentes unidades celulares uninucleadas) ou cenocíticas (tubo nucleado contendo citoplasma). Elas crescem por alongamento das extremidades, produzindo novos filamentos quando outros são perdidos. A porção da hifa que contêm nutrientes é denominada hifa vegetativa; a porção relacionada com a reprodução é a hifa reprodutiva ou aérea. As hifas crescem em conjunto formando ramificações que originarão uma massa compacta denominada micélio. A partir do micélio, podem surgir estruturas aéreas chamadas de conídios, que correspondem aos esporos assexuados, frequentemente pigmentados, dando sua coloração ao micélio quando este é formado (amarela, preta, marrom, azul esverdeada, vermelha). Cogumelos: são denominados basidiomicetos filamentosos que formam os corpos de frutificação, parte comestível do cogumelo. Geralmente o cogumelo vive como micélio, crescendo em troncos, em folhas ou no solo. Em situações desfavoráveis, os corpos de frutificação se desenvolvem e formam uma estrutura em forma de chapéu denominada píleo. No interior do corpo de frutificação existem as lamelas, nas quais se formam os basidiósporos, esporos sexuais 39 que são dispersos na natureza e promovem a disseminação da espécie. Leveduras: ou fungos unicelulares, na maioria das vezes, são denominadas ascomicetos. As células da levedura são esféricas, ovais ou cilíndricas, não filamentosas, e a divisão celular ocorre por brotamento. As leveduras apresentam dimensões muito maiores que as bactérias e evidentemente organelas intracelulares, como o núcleo. Também produzem esporos sexuais denominados ascósporos. Existem alguns fungos que são denominados imperfeitos, classificados como deuteromicetos. As espécies mais conhecidas são Penicillium, Aspergillus e Candida. Essas espécies não apresentam esporos sexuais; reproduzem-se por brotamento e podem produzir hifas (Figura 1.5). Algumas espécies de leveduras, como a Candida, podem formar pseudo-hifas, brotos que não se separaram uns dos outros, formando uma cadeia de células. Além das pseudo-hifas, Candida também pode produzir hifas que facilitam sua penetração nos tecidos mais profundos, tornando-a patogênica, levando ao desenvolvimento de infecções orais, vaginais, pulmonares e até sistêmicas. Candida spp. produz esporos assexuais denominados blastoconídeos, que consistem em um broto originário de uma célula parenteral, ou ainda os clamidósporos, formados do alongamento e alargamento no interior de um segmento de hifa. Fonte: slideplayer.com.br 40 Os fungos costumam ser classificados em três grupos taxonómicos embora sejam considerados quatro: os Zigomicetos, os Ascomicetos, os Basidiomicetose os Fungos imperfeitos. Estes últimos não são um verdadeiro filo mas um grupo de fungos cujas estruturas sexuadas não estão bem identificadas. Aqui se incluem o Aspergillus e o Penicillium. Os Zigomicetos são os fungos mais simples, com hifas asseptadas, aqui se incluindo o bolor-do-pão e alguns fungos parasitas de animais. Os Ascomicetos incluem fungos cujas hifas apresentam septos perfurados, sendo o zigoto substituído por um pequeno saco, o asco. Leveduras, morquelas e trufas são exemplos de fungos deste grupo. Os Basidiomicetos apresentam hifas septadas, com parede quitinosa. Produzem um tipo de esporos, basidiósporo, suportados por um esporângio característico, com forma de dedos, o basídio. Aqui se incluem os cogumelos. Fonte: cientic.com 41 Reprodução dos fungos Os fungos se reproduzem de forma sexuada ou assexuada, principalmente por meio da produção de esporos (Células que originam novos indivíduos através da mitose). Em geral são imóveis, com exceção dos encontrados em quitrídios. (Fungos do filo Chytridiomycota.) Os esporos consistem em um método bastante eficaz de propagação, pois podem ser carregados pelo vento, água e animais a grandes distâncias. Quando eles caem em um local propício, com água e nutrientes, desenvolvem- se. Essa facilidade de propagação ajuda a explicar a ampla distribuição de muitas espécies. Reprodução assexuada A reprodução assexuada pode ocorrer de diversas formas. Uma forma comum de reprodução apresentada por organismos unicelulares, como as leveduras, é o brotamento, no qual ocorre o crescimento de um broto a partir da célula-mãe. Leveduras também podem reproduzir-se por divisão celular simples. Os mofos (ou bolores), frequentemente encontrados em alimentos em decomposição, produzem esporos assexuadamente, originando assim, novos fungos. Reprodução sexuada A reprodução sexuada ocorre em três etapas: Plasmogamia: nessa etapa, ocorre a fusão do citoplasma de dois micélios. Como em muitas espécies os núcleos não se fundem imediatamente, os dois núcleos haploides permanecem aos pares na célula. Esse micélio é denominado de dicariótico. Com o passar do tempo, esses núcleos passam a dividir-se sem que haja a fusão; Cariogamia: essa fase pode demorar horas e até mesmo anos. Aqui ocorre a fusão dos núcleos haploides, o que forma células diploides. No ciclo de vida dos fungos, apenas o zigoto é uma fase diploide; Meiose: essa etapa é de extrema importância, pois restabelece a forma haploide e origina esporos com maior variabilidade genética. 42 Fonte: educacao.globo.com 8 PROTOZOÁRIOS Fonte: iliveok.com Segundo Brusca & Brusca, protozoários são os seres eucariontes que não apresentam nível de organização tecidual como as plantas e os animais, e não passam pelo processo de formação dos folhetos embrionários, que ocorre nesses grupos. Fazem parte do reino Protista, junto com as algas unicelulares 43 crisófitas, euglenófitas e pirrófitas de acordo com suas semelhanças mais evidentes. A característica única que permite agrupar todas as formas de protozoários, inclusive algumas algas, dentro do reino Protista, é o fato desses microrganismos serem unicelulares e eucariontes. (PERDOCINI, 2016) A maioria dos protozoários são de vida livre e aquática podendo ser encontrados na água doce, salobra ou água salgada, levam vida livre também em lugares úmidos, rastejando pelo solo ou sobre matéria orgânica em decomposição ou agem como parasitas de diversos organismos, podendo gerar doenças conhecidas como protozooses. Classificação Os protozoários são classificados conforme o seu meio de locomoção, e divididos em: Ciliados ou Ciliata: Locomovem –se na água através do batimento de cílios numerosos e curtos e aparece, geralmente, em água doce e salgada, e onde existe matéria vegetal em decomposição. Eles executam também outro tipo de reprodução, chamado de conjugação (sexuada), onde uma célula transmite material genético para outra célula, ocasionando uma variabilidade genética, o que é essencial para qualquer tipo de ser vivo. Depois da conjugação, as células realizam a reprodução assexuada. Ex: Paramecium, Didinum. Fonte: infoescola.com 44 Flagelados, Flagelata ou Mastigophora: utilizam o movimento de um único e longo flagelo, são de vida livre e muitos deles são parasitas de seres humanos. Ex: Giardia, Leishamania, Trypanossoma. Fonte: fcnoticias.com.br Rizópodos, Rizopoda ou Sarcodina: utilizam pseudópodos ("falsos pés"), moldando a forma do seu próprio corpo para se locomover; é o grupo onde é encontrada a Ameba, que usa muitos pseudópodes para locomoção. A ameba é um ótimo exemplo de protozoário, obtendo seu alimento através do processo chamado fagocitose, e digerindo-o em seus vacúolos digestivos. Fonte: planetabiologia.com 45 Espozoários ou Sporozoa: São protozoários que não possuem organelas locomotoras nem vacúolos contráteis. Ex: Plasmodium, Toxoplasma. Fonte: wehi.edu.au Estrutura dos protozoários No corpo unicelular dos protozoários reconhecemos: Membrana; Citoplasma; Núcleo; Orgánulos. Fonte: cienciasresumos.com.br 46 Membrana Todos os protozoários possuem o corpo revestido por uma delgada membrana que exerce três importantes funções: proteção, contenção do protoplasma interno e osmose. Os rizópodes (amebas), animais bastante conhecidos do reino protista, possuem membrana, extremamente delgada, o plasmalema. Os flagelados já apresentam membrana mais diferenciada, o periplasto ou película. Citoplasma O citoplasma fundamental dos animais do reino protista aparece geralmente dividido em duas partes: ectoplasma e endoplasma. O ectoplasma é a parte periférica, mais viscosa e hialina, sendo pouco granulosa. O endoplasma é a porção mais interna, menos viscosa e de aspecto granuloso. No endoplasma aparecem o aparelho de Golgi, o condrioma, vacúolos digestivos e contrácteis, bem como outras estruturas celulares típicas. Núcleo O núcleo apresenta os mesmos componentes que o núcleo dos metazoários, isto é, carioteca, cariolinfa, cariossomos e nucléolos. Geralmente os protozoários são uninucleados. Entretanto, há protozoários binucleados como Giardia lamblia e plurinucleados como a Opalina ranarum. Nos animais ciliados do reino protista observamos o dimorfismo nuclear, com a existência de dois núcleos, o macronúcleo com função vegetativa e o micronúcleo com função reprodutiva e genética. Outros ciliados possuem macro e micronúcleos em número variável. Orgânulos Nos unicelulares todas as funções fisiológicas são executadas por uma única célula, o que determina o aparecimento de diferenciações estruturais relativas às funções de nutrição, proteção e locomoção dos animais do reino protista. Tais diferenciações comparáveis a órgãos de metazoários são denominadas orgânulos ou organelas e constituem partes de uma célula. 47 Reprodução dos protozoários Os protozoários multiplicam-se mais frequentemente por via assexuada, mas certos grupos recorrem regularmente ou sob determinadas condições do ambiente à reprodução sexuada, enquanto outros têm ciclos complexos nos quais alternam fases de multiplicação assexuada e sexuada. A habilidade de realizar uma fase sexuada está restrita aos ciliados, apicomplexos e alguns táxons de flagelados e sarcodinos. O ciclo reprodutivo dos protozoários envolve um período de crescimento seguido pela reprodução, crescimento dos organismos resultantes e eventualmente sua própria reprodução. O período de crescimento individual oscila de várias horas a vários dias ou mesmo vários meses, como ocorre nos ciclos de vida de certos foramníferos. Reprodução assexuada É o processo mais simples de multiplicação, pois partindo de um sóorganismo que apresenta mitoses formam-se outros com as mesmas características genéticas do organismo parental. Se não ocorrem mutações todos os descendentes serão comparáveis entre si, constituindo, portanto, clones. Existem os seguintes métodos: Divisão binária simples Este tipo de reprodução baseia-se na bipartição do corpo celular. Nas amebas nuas não há plano de divisão, elas simplesmente assumem uma forma arredondada e dividem-se em duas metades basicamente iguais as células filhas recebem diretamente a estrutura do progenitor; em apenas um dos indivíduos será formado, de novo, um vacúolo contrátil. Nos ciliados os dois tipos de núcleo (macro e micronúcleo) dividem-se e o corpo plasmático geralmente é estrangulado transversalmente; cada indivíduo recebe um par de núcleos. São necessárias como novas diferenciações: em cada metade um segundo vacúolo contrátil e para a célula filha “posterior” um novo citóstoma, incluindo áreas especializadas de cílios, pois o antigo citóstoma desloca-se para o organismo “anterior”. A diferenciação de novas organelas inicia-se já nas primeiras divisões nucleares e precede a divisão do citoplasma. Alguns ciliados, por 48 exemplo, Colpoda, dividem-se dentro de cistos, inicialmente em dois irmãos que após nova divisão forma 4 ciliados, os quais são liberados quando há ruptura da parede do cisto. Fonte: protistaeplantae.fandom.com Divisão ou Fissão Múltipla (= esquizogonia) A divisão múltipla segue-se às mitoses repetidas; em alguns grupos de protozoários, a divisão nuclear não é seguida imediatamente de citodierese. Resulta então a acumulação de muitos núcleos, milhares talvez, antes que se inicie a diferenciação das células filhas. Quando esta começa a se processar, formam-se quase concomitantemente, muitos organismos filhos. Então o citoplasma divide-se em tantos territórios quantos os núcleos filhos, isolando elementos unicelulados ou esquizozoítos. Ocorre em protozoários parasitos (Apicomplexa, Microspora, Ascetospora e Mixozoa) e em algumas espécies de vida livre (foramníferos e “radiolários”). 49 Fonte: slideplayer.com.br Brotamento Brotamento ou gemiparidade: A célula se divide desigualmente, distinguindo-se uma célula maior (célula mãe) e outra menor, chamada broto, que depois se destaca e cresce até atingir o estado adulto. O processo é comum em Suctórios Os organismos ciliados resultantes do brotamento, nadam livremente até se estabelecerem num substrato, quando perdem os cílios e desenvolvem tentáculos alimentadores e pedúnculo fixador. Reprodução sexuada Copulação: Consiste na união de duas células que funcionam como gametas, havendo fusão dos núcleos e citoplasma, formando-se uma célula-ovo ou zigoto. Os indivíduos que se conjugam são chamados isogametas, quando iguais em forma e tamanho. Fala-se em anisogamia quando os indivíduos diferem em forma e tamanho; distinguindo-se um macrogrameta (gameta feminino) geralmente esférico e um microgameta (gameta masculino) fusiforme. O zigoto formado na copulação dos animais do reino protista sofre um processo de esporogonia, formando esporozoítas. 50 Conjugação: união parcial transitória de dois indivíduos, na qual se trocam mutuamente núcleos haplóides de modo que, depois de realizada a separação, os núcleos dos ex-conjugantes possuem uma nova guarnição cromossômica combinada. A conjugação encontra-se somente nos ciliados, os protozoários mais altamente diferenciados e mais ricos em diferenciação citoplasmática. O ciclo é diplobionte. Fonte: planetabiologia.com Ciclo de vida Alguns protozoários podem existir de duas formas: Trofozoíto: célula vegetativa, capaz de crescer e se reproduzir). Cistos: forma de resistência, não se reproduz, vive no ambiente sob condições desfavoráveis. Uma característica do ciclo de vida dos protozoários, é o encistamento. Durante períodos de condições ambientais desfavoráveis certos protozoários secretam uma substância que forma um cisto protetor, o qual envolve todo o seu corpo, protegendo – os contra a dessecação e contra as baixas temperaturas. 51 Fonte: estudeparasitologia.files.wordpress.com 52 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BERETTA, et al. O MUNDO DOS MICROORGANISMOS INTRODUÇÃO À MICROBIOLOGIA BÁSICA. Disponível em: http://e-learning.uniararas.br/e- learning/moodle/. Acesso em: mai. 2019. BRUSCA, R C. & BRUSCA, G J. Invertebrados. Capítulo 5. 2ª Edição. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan, 2003. ISBN 978-85-277-1258-3. CAMPOS, M.J.A. Introdução à Microbiologia. 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