bacteriologia

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Bacteriologia 
Introdução à Microbiologia 
Microrganismos 
 
Formas de vida diminuta, individualmente muito pequenas para serem vistas a olho nu. 
 
 
Nomenclatura 
 
 O sistema de nomenclatura (nomeação) para organismos em uso atualmente foi estabelecido em 1735 por Carolus Linnaeu; 
 
 Os nomes científicos podem, entre outras coisas, descrever um organismo, homenagear um pesquisador ou identificar os hábitos 
de uma espécie; 
 
Staphylococcus aureus 
 
Staphylo - descreve o arranjo em cacho das células desta bactéria; 
 
coccus - indica que as células têm a forma semelhante a esferas; 
 
aureus – indica a cor de muitas colônias dessas bactérias; 
 
 
 
 
 
Breve Histórico 
 
 1665 - Após observar uma fina fatia de cortiça, o inglês Robert Hooke relatou ao mundo que as menores unidades vivas eram 
 “pequenas caixas”, ou “células”, como ele as chamou; 
 
 1673 – 1723 - Anton van Leeuwenhoek tenha sido o primeiro a realmente observar micro-organismos – ANIMÁLCULOS. 
 Van Leeuwenhoek fez desenhos detalhados de “animálculos” de água da chuva, de suas próprias fezes e de material raspado de 
seus dentes. 
 
 
 
Aplicação dos Microrganismos 
 
 
Microbiologia ambiental 
 
 
Tratamento de esgoto 
 
 Sólidos maiores são removidos mecanicamente. 
 
 O restante é composto de líquidos e materiais orgânicos que as bactérias convertem em produtos secundários, como dióxido de 
carbono, nitratos, fosfatos, sulfatos, amônia, sulfito de hidrogênio e metano; 
 
 
 
Existem microrganismos vivendo dentro de nós? 
 
 
 
Você é o que o você come !!! 
 
 
 
Morfologia e estrutura celular das bactérias 
 
Morfologia Bacteriana 
 
 A maioria das bactérias varia de 0,2 a 2,0 μm de diâmetro e de 2 a 8 μm de comprimento; 
 Elas possuem algumas formas básicas: cocos esféricos (que significa frutificação), bacilos em forma de bastão (que significa 
bastonete) e espiral; 
 
 
 
Cocos 
 
 Os cocos geralmente são redondos, mas podem ser ovais, alongados ou achatados em uma das extremidades. 
 
 Quando os cocos se dividem para se reproduzir, as células podem permanecer ligadas umas às outras. 
 
Ex: S. aureus, Streptococcus sp; Meningoccus sp; 
 
Diplococos; cocos aos pares; 
 
Estreptococos aqueles que se dividem e 
permanecem ligados uns aos outros em forma de 
cadeia são chamados; 
 
Tétrades - se dividem em dois planos e permanecem 
em grupos de quatro; 
 
Sarcinas - se dividem em três planos e permanecem 
ligados uns aos outros em grupos de oito, em forma de 
cubo; 
 
Estafilococos - se dividem em múltiplos planos e 
formam agrupamentos em formato de cacho de uva; 
 
Bacilos 
 
Os bacilos se dividem somente ao longo de seu eixo curto; portanto, existe menor número de agrupamentos de bacilos que de 
cocos. A maioria dos bacilos se apresenta como bastonetes simples; 
 
 
 
Formas espiraladas 
 
 As bactérias espirais possuem uma ou mais curvaturas; elas nunca são retas. 
 
 As bactérias que se assemelham a bastões curvos são chamadas de vibriões; as que possuem uma forma helicoidal, espirilos; 
 
 Já outro grupo de espirais tem forma helicoidal e flexível, sendo chamado de espiroqueta. 
 
 
Estrutura externa das bactérias 
 
Entre as possíveis estruturas externas da parede extracelular dos procariotos estão: 
 
Glicocálice, 
Flagelos, 
Filamentos axiais, 
Fímbrias 
Pili. 
 
 
Glicocálice 
 
 Revestimento de açúcar 
 
 O glicocálice bacteriano é um polímero viscoso e gelatinoso que está situado externamente à parede celular e é composto de 
polissacarídeo, polipeptídeo ou ambos. 
 
 É produzido dentro da célula e secretado para o meio externo. 
 
 Se a substância é organizada e está firmemente aderida à parede celular, o glicocálice é descrito como uma cápsula; 
 
Importante fator de virulência; 
Permite a criação do biofilme; 
Fator de aderência 
Protegem as bactérias patogênicas da fagocitose pelas células do hospedeiro; 
 
 
Flagelos 
 
São longos apêndices filamentosos que realizam a propulsão da bactéria. 
 
Os flagelos podem ser: 
 
Atríqueas - sem flagelos; 
Peritriqueos - distribuídos em toda a célula, 
Polares - uma ou ambas das extremidades da célula, 
 
Monotríqueo - um único flagelo em um polo, 
Lofotríqueo - um tufo de flagelo na extremidade da célula 
Anfitríqueo - flagelos em ambas as extremidades celulares. 
 
 
 
Flagelos - Estrutura 
 
Um flagelo tem três partes básicas: 
 
1) Filamento externo - tem diâmetro constante e contém a proteína globular flagelina (grosseiramente esférica), distribuída em 
várias cadeias que se entrelaçam e formam uma hélice em torno de um centro oco. 
 
2) Gancho - O filamento está aderido a um gancho ligeiramente mais largo, consistindo de uma proteína diferente. 
 
3) Corpo basal - que ancora o flagelo à parede celular e à membrana plasmática. 
 
 As bactérias gram-negativas contêm dois pares de anéis; o par externo está ancorado a várias porções da parede celular, e 
o par interno está ancorado à membrana plasmática. 
 
 Nas bactérias gram-positivas, somente o par interno está presente. 
 
 
 
Filamentos axiais 
 
 Também conhecidas como Endoflagelos. 
 
 As espiroquetas são um grupo de bactérias que possuem estrutura e mobilidade exclusivas. 
 
 São feixes de fibrilas que se originam nas extremidades das células, sob uma bainha externa, e fazem uma espiral em torno da 
célula 
 
 A rotação dos filamentos produz um movimento da bainha externa, que impulsiona as espiroquetas em um movimento espiral. 
 
 Treponema pallidum (sífilis) e Borrelia burgdorferi (doença de Lyme). 
 
 
Fímbrias e Pili 
 
Apêndices encontrados em bactérias gram-negativas, semelhantes a pelos (curtos, retos e finos); 
 
Fímbrias 
 
 Podem ocorrer nos polos ou estar homogeneamente distribuídas; 
 
 Variam em números (algumas unidades à centenas) 
 
 Tem a tendência se de aderirem umas as outras ou a superfícies - Envolvida na geração de biofilme; 
 
 Auxiliam na adesão nas superfícies epiteliais do corpo (Neisseria gonorrhoeae – Gonorreia e E. coli - auxilia na adesão da 
mucosa); 
 
 
Pili 
 
 São mais longos que as Fímbrias; 
 
 Apenas um ou dois por células; 
 
 Utilizados para fixação e transferência de DNA (Conjugação); 
 
 Também pode ser usado para locomoção (um pilus é estendido pela adição de subunidades de pilina, faz contato com uma 
superfície ou com outra célula e, então, se retrai (força de deslocamento)); 
 
Parede celular 
 
 A parede celular de uma célula bacteriana é uma estrutura complexa, semirrígida, responsável pela forma da célula; 
 
 A parede celular circunda a membrana plasmática, protegendo-a e ao interior da célula das alterações adversas no ambiente 
externo; 
 
 A principal função da parede celular é prevenir a ruptura das células bacterianas; 
 
 Ela também ajuda a manter a forma de uma bactéria e serve como ponto de ancoragem para o flagelo; 
 
Parede celular - Composição 
 
 A parede celular bacteriana é composta de uma rede macromolecular denominada peptideoglicana (2 tipos de açúcares e alguns 
aminoácidos); 
 
 
 
 
Visualização de bactérias 
 
 Uma vez que as bactérias são transparentes, frequentemente são empregados métodos de coloração para que elas possam ser 
visualizadas e diferenciadas microscopicamente; 
 
 Coloração de gram: Criada por Christian Gram em 1884, 
 
 Permite dividir as bactérias em dois grupos, Gram positivas e Gram negativas; 
 
 
Procedimento de Gram 
 
 
 
Parede celular das Gram + 
 
 Na maioria das bactérias gram-positivas, a parede celular consiste em muitas camadas de peptideoglicana, formando uma 
estrutura espessa e rígida; 
 
Ácido teicoico (copolímeros) da parede, ligado apenas a peptídeoglicanos; 
 
Ácido lipoteicoico – Ácido Teicoico + lipídeos - que atravessa a camada de peptideoglicana e está ligado à membrana plasmática; 
 
Função: Regularo trânsito de cátions pela parede e regulam o crescimento celular (controle da lise bacteriana); 
 
 
Parede celular das Gram - 
 
 As paredes celulares das bactérias gram-negativas consistem em uma ou poucas camadas de peptideoglicana e uma 
membrana externa; 
 
 A peptideoglicana está ligada a lipoproteínas na membrana externa e está no periplasma, um fluido semelhante a um gel, entre a 
membrana externa e a membrana plasmática. 
 
 O periplasma contém uma alta concentração de enzimas de degradação e proteínas de transporte. 
 
 As paredes celulares gram-negativas não contêm ácidos teicoicos. 
 
 São mais suscetíveis ao rompimento mecânico. 
 
 
 
Membrana externa 
 
 A membrana externa da célula gram-negativa consiste em lipopolissacarídeos (LPS), lipoproteínas e fosfolipídios; 
 
 Função: evasão da fagocitose, inativação do sistema complemento e barreira de proteção; 
 
LPS - é uma molécula grande e complexa que contém lipídeos e carboidratos e que consiste em três componentes: (1) lipídeo A, (2) 
um cerne polissacarídeo e (3) um polissacarídeo O; 
 
Lipídeo A: Embebido na membrana externa. Quando a bactéria morre, liberam o Lipídeo A que atua como uma endotoxina, 
promovendo febre, coagulação sanguínea, dilatação de vasos e choque; 
 
Cerne polissacarídeo – Açúcares incomuns que possuem um papel estrutural e garante a estabilidade. 
 
Polissacarídeo O: Se estende para fora e é composto de açúcar. Funciona como um antígeno, sendo útil para diferenciar espécies de 
bactérias gram-negativas; 
 
 
 
Membrana Plasmática 
 
 Estrutura fina situada no interior da parede celular, revestindo o citoplasma da célula; 
 
 Diferentemente da membrana de eucariotos, as membranas de procariotos não apresentam esteróis, por isso são mais fluidas; 
 
 
 
 A função mais importante da membrana plasmática é servir como uma barreira seletiva através da qual os materiais entram e saem 
da célula (Permeabilidade seletiva); 
 
 As membranas plasmáticas de bactérias também são importantes na digestão de nutrientes e na produção de energia → contêm 
enzimas capazes de catalisar as reações químicas que degradam os nutrientes e produzem ATP. 
 
 Em algumas bactérias, os pigmentos e as enzimas envolvidos na fotossíntese são encontrados em invaginações da membrana 
plasmática que se estendem ao citoplasma. Essas estruturas membranosas são denominadas cromatóforos ou tilacoides; 
 
 
 
 
 
 
 
 
Citoplasma 
 
 Para uma célula procariótica, o termo citoplasma refere-se a uma substância da célula no interior da membrana plasmática 
 
 Cerca de 80% do citoplasma são compostos de água, contendo principalmente proteínas (enzimas), carboidratos, lipídeos, íons 
inorgânicos e compostos de peso molecular muito baixo. 
 
 O citoplasma é espesso, aquoso, semitransparente e elástico. 
 
 As principais estruturas do citoplasma dos procariotos são: uma área nuclear (contendo DNA), os ribossomos e os depósitos de 
reserva denominados inclusões. 
 
 
Nucleoide 
 
 O nucleoide de uma célula bacteriana normalmente contém uma única molécula longa e contínua de DNA de fita dupla, com 
frequência arranjada de forma circular, denominada cromossomo bacteriano. 
 
 Os cromossomos bacterianos não são circundados por um envelope nuclear (membrana) e não incluem histonas. 
 
 O cromossomo está fixado à membrana plasmática. 
 
 
Plasmídeo 
 
 Além do cromossomo bacteriano, as bactérias frequentemente contêm pequenas moléculas de DNA de fita dupla, circulares, 
denominadas Plasmídeo; 
 
 Essas moléculas são elementos genéticos extracromossômicos; isto é, elas não estão conectadas ao cromossomo bacteriano 
principal e se replicam independentemente do DNA cromossômico. 
 
 Eles normalmente contêm de 5 a 100 genes que geralmente não são cruciais para a sobrevivência da bactéria em condições 
ambientais normais; 
 
 Os plasmídeos podem transportar genes para atividades como resistência aos antibióticos, tolerância a metais tóxicos, produção 
de toxinas e síntese de enzimas. 
 
Ribossomos 
 
 Todas as células eucarióticas e procarióticas contêm ribossomos, que funcionam como locais de síntese proteica. 
 
 Os ribossomos são compostos de duas subunidades, cada qual consistindo de proteína e de um tipo de RNA denominado RNA 
ribossômico (rRNA). 
 
 
 
 Vários antibióticos atuam inibindo a síntese proteica nos ribossomos procarióticos. 
 
 A estreptomicina e a gentamicina fixam-se à subunidade 30S e interferem com a síntese proteica. 
 
 A eritromicina e o cloranfenicol interferem na síntese proteica pela fixação à subunidade 50S. 
 
 
 
Inclusões 
 
 Dentro do citoplasma das células procarióticas, há vários tipos de depósitos de reserva, conhecidos como inclusões. 
 
 As células podem acumular certos nutrientes quando eles são abundantes e usá-los quando estão escassos no ambiente. 
 
 Evidências sugerem que macromoléculas concentradas nas inclusões evitam o aumento da pressão osmótica que ocorreria se as 
moléculas estivessem dispersas no citoplasma. 
 
Grânulos metacromáticos 
 
 São grandes inclusões que recebem seu nome pelo fato de que, algumas vezes, coram-se de vermelho com certos corantes azuis 
como o azul de metileno. 
 
 Coletivamente, eles são conhecidos como volutina. A volutina representa uma reserva de fosfato inorgânico (polifosfato) que pode 
ser usada na síntese de ATP. 
 
 Os grânulos metacromáticos são encontrados em algas, fungos e protozoários, bem como em bactérias. Esses grânulos são 
característicos do Corynebacterium diphtheriae, agente causador da difteria; assim, eles possuem importância diagnóstica. 
 
 
 
Outras inclusões 
 
Grânulos de polissacarídeos: amido e glicogênio; 
 
Inclusões lipídicas: Mycobacterium, Bacillus, Azotobacter, Spirillum e outros gêneros. Corante de sudão; 
 
Grânulos de enxofre: Thiobacillus – obtêm energia oxidando o enxofre e compostos contendo enxofre. 
 
Carbossixomos: contêm a enzima ribulose-1,5-difosfato-carboxilase. Bactérias que usam o CO2 como fonte de energia; 
 
Magnotossomos: são inclusões de óxido de ferro (Fe3O4), formadas por várias bactérias gram-negativas como o Magnetospirillum 
magnetotacticum, que agem como ímãs. Auxiliam na decomposição de peróxido de hidrogênio 
 
Vacúolos de gás: Permitem a flutuação de bactérias e algumas algas aquáticas; 
 
Endosporo 
 
 Quando os nutrientes essenciais se esgotam, certas bactérias gram-positivas como as dos gêneros Clostridium (gangrena, tétano, 
botulismo) e Bacillus (antraz) formam células especializadas de “repouso”, denominadas endósporos; 
 
 São células desidratadas altamente duráveis, com paredes espessas e camadas adicionais. Eles são formados internamente à 
membrana celular bacteriana. 
 
 
 
 
Esporulação ou Esporogênese 
 
 
Endosporo 
 
 Podem sobreviver a temperaturas extremas, falta de água e exposição a muitas substâncias químicas tóxicas e radiação. 
 
 Por exemplo, endosporos de 7.500 anos de Thermoactinomyces vulgaris do lodo congelado do Lago Elk, no estado norte-
americano de Minnesota, germinaram quando reaquecidos e colocados em um meio nutriente 
 
 Endosporos com idade entre 25 a 40 milhões de anos, encontrados no intestino de uma abelha sem ferrão, aprisionada em âmbar 
(resina de árvore endurecida) na República Dominicana, teriam germinado quando colocados em meio nutriente.