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Bactérias Características gerais ● Organismo procarionte, unicelular, com membrana plasmática lipoproteica Obs: elas não possuem esteróis na membrana, o que dificulta na fluidificação da sua membrana plasmática. ● Não possuem carioteca (membrana que envolve oo núcleo) – nucleoide (dna difuso no citoplasma) ● Não possui sistemas endomembranas (ex: ret. Endoplasmático, lisossomos, complexo de golgi...) ● Não possui organelas citoplasmáticas (mitocôndrias e cloroplastos) obs: algumas bactérias são aeróbicas, elas possuem um sistema de evolução que permite uma diferenciação da face interna da membrana plasmática (mesossomo), fundamental para promover processos enzimáticos que aumentam o rendimento energético, fazendo um processo semelhante ao da respiração celular. ● A única organela que elas possuem é o ribossomo (diferenciado, tipo 70S). ● As bactérias anabólicas (formação) podem ser quimiossintetizantes ou fotossintetizantes. ● As bactérias catabólicas (a maioria delas) fazem respiração ou fermentação. obs: nesse sentido, as bactérias com mesossomos fazem a respiração (quebram glicose com o O2) e as que não possuem essa especialização fazem a fermentação (quebra de glicose sem O2). ● Possuem estruturas de adesão e fixação: fímbrias (ou pili) obs: as fímbrias podem ser sexuais (relacionadas a reprodução, conjugação) ou de adesão (relacionadas a patogenias) ● Presença de flagelos (principal proteína é a flagelina). ● A maioria das bactérias não são patogênicas. ● Auxiliam na digestão de animais vertebrados e na coagulação, pois (por exemplo) algumas delas conseguem sintetizar vitaminas do complexo B e vitamina K (vitamina anti-hemorrágicas). ● Auxiliam na síntese de fármacos e de compostos químicos. Formas de organização das bactérias ● Cocos (esféricas) o Diplococos (2 bolas juntas) o Diplococos encapsulados (2 bolas juntas com cápsula) o Estafilococos (cacho de uva) o Estreptococos (¨enfileiradas¨) o Sarcina o Tétrade (4 bolas juntas) ● Bacilos o Cocobacilos (lembra lente biconvexa) o Bacilos (cilindro) o Diplobacilos (2 cilindros na horizontal) o Paliçadas (vários cilindros na vertical) o Estreptobacilos (vários cilindros na horizontal) ● Em apêndice o Hifa o Pseudópodes ● Outros o Bastonete estendido o Bastão o Vibrião o Espirila o Espiroqueta o Filamentosa o Forma helicoidal Parede celular ● Peptideoglicano ● Estrutura rígida que evita a lise bacteriana (por controlar o fluxo osmótico do meio interno – alta pressão – para o meio externo) ● É quem define (também) a estrutura visual da forma da bactéria. ● Garante a sobrevivência da bactéria, não apenas pelo controle da pressão osmótica, mas também por causa da proteção contra os ataques às bactérias. ● composição e características: ❖ dissacarídeo repetitivo, composta por monossacarídeos N-acetilglicosamina (NAG) e ácido N-acetilmurâmico (NAM) ❖ os aminoácidos ocorrem em um padrão alternado de forma D e L (este padrão é único). Paredes celulares atípicas Classificação entre gram + e gram – ● Gram + o Parede celular espessa e densa, voltada para o meio externo, grande camada de peptideoglicano. Ou seja: citoplasma – membrana interna – espessa camada da parede celular, com a presença de ácido tecoico e lipoteicoico (relacionados com a rigidez e com a fixação da parede com a membrana plasmática). o Regula a saída e a entrada de diversos íons, servem como ligação com o tecido de alguns hospedeiros e ajudam na identificação sorológica de diversos antígenos. o os ácidos teicoicos possuem cargas negaticas (grupos fosfatos) regulam a passagem de íons, auxiliam no crescimento celular. o ácidos lipoteicoicos na parede celular - atravessam a camada peptideoglicana e está ligado à membrana plasmática e está ligada a membrana plasmática. o ácido teicoico na parede - está ligado a camada peptideoglicana. ● Gram – o Parede celular fina e com poucas camadas, possui uma membrana externa de mesma constituição da membrana interna, assim elas são relativamente mais complexas. Ou seja: citoplasma – membrana interna – fina camada da parede celular, no espaço periplasmático – membrana externa, com presença de porinas e de LPS. o o LPS contem 3 componentes: ❖ lipídeo A: porção lipídica do LPS, promove uma resposta imunológica com secreção de diversas citocinas pró-inflamatórias, podendo causar vários sintomas de inflamações e até mesmo um choque tóxico. É considerada uma endotoxina. ❖ cerne polissacarídeo: ligado ao lipídeo A, fornece estrutura e estabilidade à celula. ❖ polissacarídeo O: se estende para fora do cerne polissacarídeo, funciona como um antígeno e é útil para diferenciar bactérias gram -. o o LPS também tem papel o Elas apresentam proteínas de transporte, fímbrias (reprodução e patogenias) e porinas. ❖ as porinas são importantes para a permeabilidade da membrana externa, permitem a passagem de moléculas como nucleotídeos, dissacarídeos, peptídeos, aminoácidos, vitamina B12 e ferro. o Possuem uma forte carga elétrica, o que ajuda a fazer o escape do sistema imunológico e fazendo com que alguns antibióticos não alcancem o meio mais interno dessas bactérias. o O espaço periplasmático possui algumas enzimas com capacidade de clivar certos antibióticos, metais pesados e lisozimas com poder antimicrobiano. Além de proteínas transportadoras, que possibilitam a passagem de diversos íons e solutos. obs: o espaço periplasmático também possui algumas enzimas que clivam nutrientes, como proteínas, lipídeos e carboidratos, o que auxilia na penetração deles na bactéria. Diferenciação entre gram + e gram – o Aplicação de corante, que é absorvido pela camada de peptideoglicano (parece celular). Logo, a gram + tende a absorver muito mais esse corante, por conta de sua espessa camada dessa parede. Assim, a gram + fica mais corada. obs: as bactérias gram – não se coram tanto devido a dificuldade de absorção já que elas possuem uma membrana externa que dificultam essa penetração do corante. Reprodução bacteriana ● Cissiparidade: uma divisão binária que faz surgir, a partir da mãe, duas células filhas geneticamente idênticas – pouca variabilidade genética – mecanismo assexuado. ● Conjugação: contato entre duas bactérias, por meio de uma junção conjugal (pili sexual), que permite a troca de material genético entre ambas, aumentando a variabilidade genética de ambas – mecanismo "sexuado". Variabilidade genética bacteriana sem troca de dna ● Plasmídeos: dna adicional, não necessário para a sobrevivência da bactéria, que adiciona vantagens na sobrevivência da bactéria (pois, produzem diversas proteínas e enzimas) e aumentam sua variabilidade genética. ● Mutações: mudanças em determinados segmentos do cromossomo bacteriano, fazendo com que haja a produção de outras proteínas, conferindo vantagem à sobrevivência da bactéria. obs: essas mutações podem ser naturais ou causadas por mutágenos (agentes físicos e químicos). obs: quando a mutação é natural (não exposto a mutágeno), o ser chama-se selvagem; quando a mutação é após uma exposição a mutágeno, chama-se mutante. obs: a percepção dessa mutação se da por variações fenotípicas ou por processosbioquímicos ou biofísicos. Principais características diferenciais dos procariotos 1. sem carioteca e o dna é de arranjo circular. 2. dna sem associação à histonas, outras proteínas estão associadas. 3. sem organelas revestidas por membranas. 4. parede celular de peptideoglicano. 5. reprodução geralmente por divisão binária estruturas externas à parede celular ● glicocálice - é uma substância de revestimento, composto de polissacarídeos, polipeptídeos ou ambos. É produzido dentro da célula e depois externado. ❖ forma de cápsula - quando está organizada e firmemente aderida à parede celular. ❖ forma de camada viscosa - quando não é organizada e está fracamente aderida à parede celular. obs: as cápsulas são importantes para algumas espécies pois contribuem para a virulência bacteriana (medida do grau de um patógeno). Isso porque, as cápsulas protegem as bactérias patogênicas da fagocitose. ❖ substância polimérica extracelular - tipo de glicocálice que auxilia as células a se fixarem ao seu ambiente alvo e umas às outras. Além disso, ela facilita a comunicação entre as células e as protege. ● flagelos - longos apêndices filamentosos encontrados em algumas bactérias. ❖ atríqueas - bactérias sem flagelos. ❖ peritríqueos - flagelos distribuídos por toda a célula. ❖ polares - flagelos em um dos polos da célula. ❖ monotríqueo - um único flagelo. ❖ anfitríqueo - flagelos em ambas as extremidades. ❖ partes básicas do flagelo: ❏ filamento: longa região mais externa e presença da flagelina. ❏ gancho: local de adesão do filamento, constituído por outra proteína. ❏ corpo basal: ancora o flagelo à parede celular e à membrana plasmática. obs: o corpo basal é composto de uma haste central inserida em uma série de anéis. As bactérias gram - têm dois pares de anéis, o par externo (ancorado à parede celular) e o par interno (ancorado à membrana plasmática). Já nas gram +, há somente o par interno. obs: taxia é o movimento de uma bactéria para perto ou para longe de um estímulo particular. Esses estímulos podem ser químicos, quimiotaxia, ou pela luz, fototaxia. obs: sinal quimiotático positivo = atraente; sinal quimiotático negativo = repelente. ❖ antígeno H = proteína flagelar é útil para diferenciar as variações das bactérias gram - (ou seja, os sorovares das bactérias). ● filamentos axiais - forma de locomoção das espiroquetas. ❖ é um feixe de fibrilas que se origina na extremidade das células, sob uma bainha externa e faz um espiral em torno da célula. ❖ movimento espiral causado pela rotação dos filamentos. ● fímbrias e pili - apêndices necessários para fixação e para reprodução. ❖ proteína pilina. ❖ fímbrias - podem ocorrer nos polos da célula ou homogeneamente em toda a superfície; se aderem umas às outras e às superfícies; é característica de bactérias patogênicas, pois com a fixação podem formar colônias e sem isso não podem. ❖ pili - mais longos que as fímbrias e apenas 1 ou 2 por célula; é para mobilidade celular e transferência de DNA; para mobilidade = translocação bacteriana ou mobilidade por deslizamento; para reprodução = conjugação. ❏ translocação bacteriana - a pili é estendida pela adição de pilina, é com movimentos curtos, abruptos e intermitentes e esse modelo é denominado modelo de gancho. ❏ mobilidade por deslizamento - movimento homogêneo, maneira de viagem em ambientes com baixo conteúdo de água. aula biofilme - colônia formada por várias espécies. colônia - junção de bactérias da mesma espécie. transporte através de membrana ● difusão simples ● difusão facilitada ❖ proteína canal: através da afinidade de cargas ❖ proteína carreadora: precisa ligar a um soluto, para mudar o sítio ativo da proteína e jogar o soluto pra dentro as bactérias vivem melhor em meio hipotônico, mas vivem em meio hipertônico perdendo água (ela vai ter inibição de crescimento) e em meio isotônico ela nao se nutre bem. ● transportador proteico ❖ uniportador: só um soluto ❖ antiporte: dois solutos e com direções diferentes ❖ ... ● translocador em grupo - sistema fosfotransferase - transporte ativo ● translocador A, B, C - transporte ativo estrutura bacteriana ● mesossomo ● plasmídeo - resistência a antibióticos obs: ver esporulação ● inclusões citoplasmáticas (..., grânulos polissacarídeos, inclusões lipídicas, grânulos de enxofre e carboxissomos) - vesículas que armazenam moléculas para obtenção de energia ou para facilitar o deslocamento de bactérias não flageladas. ❖ inclusões que não são para fonte de energia - vacúolos de gás e magnetossomos. FISIOLOGIA DE BACTÉRIAS Fatores que influenciam no crescimento de bactérias ❏ Físicos ● temperatura: mínima, ótima e máxima ❖ psicrófilos: de -25 a -10 ❖ psicotróficos: geladeira - aproximadamente 20ºC é o ótimo ❖ mesófilos: de 25 a 40 ❖ termófilos: de 40 a 70 ❖ hipertermófilos: de 70 a 110 obs: as temmperaturas influenciam na velocidade das reações químicas ● potencial hidrogeniônico ❖ acidófilas ❖ neutrofílicas - patogênicas (pH neutro) ❖ alcalinofílicas obs: usam-se tampões químicos, peptonas e aminoácidos ou sais de fosfato para controlar o pH de culturas. ● pressão osmótica ❖ solução isotônica ❖ hipotônica - entra água na bactéria (só há a lise da bactéria com o uso de antibióticos) ❖ hipertônica - sai água da bactéria ❖ halofílico obrigatório: adaptam-se bem alta concentrações de sais - necessário esse ambiente para seu crescimento ❖ halofílicos facultativos: aguentam até 15% de sua composição sendo salina - não crescem, mas vivem ❏ fatores químicos ● aeróbicas ● aeróbicas facultativas ● anaeróbicas obrigatórias - não toleram O2 pq não tem enzimas que transformam esse O2 ● anaeróbicas facultativas biofilmes ● espécies diferentes de bactérias que vivem em comunidade ● para destruir: usam-se substâncias que quebram as ligações das bactérias com o substrato ● a escassez de nutrientes desarranja o substrato e libera as bactérias
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