Bacteriologia

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-Características das bactérias:
Unicelulares; isoladas ou coloniais
Procariontes
Ausência de organelas membranosas > pois são procariontes
Heterotróficos (incluem as espécies parasitas, comensais, mutualistas e decompositoras) ou autotróficos (fazem fotossíntese ou quimiossíntese)
Respiração aeróbica (dependem de O2), anaeróbica estrita/obrigatória (O2 é tóxico; exemplo: bactérias que causam o tétano: resistência ao O2: são esporuladas: esporo = estrutura ao redor do material genético = parede espessa que acumula pouca água dentro da célula) ou anaeróbica facultativa (na presença de O2: realizam respiração aeróbica; na ausência: realizam fermentação lática > bactérias importantes para a economia: produção de leite fermentado, queijo, iogurte)
-Diferenciação macroscópica e microscópica de bactérias:
Macroscópica:
-Colônias: 
Observação de características de crescimento das bactérias, formando colônias, em meios nutrientes em laboratórios/meios de cultura
Características das colônias, como cor, tamanho, forma e odor: diferenciação entre as bactérias > cada uma utiliza os componentes químicos presentes nos meios de cultura de forma diferente, de acordo com a sua fisiologia
Microscópica:
-Forma:
Cocos: bactérias em formato esférico
Bacilos: bactérias em formato cilíndrico/de bastonete
Espirilos, espiroquetas e vibriões: bactérias em formato de espiral
A forma da bactéria é fundamental para a diferenciação das bactérias; ela é mantida pela parede celular
-Arranjo: Quando as bactérias (cocos e bacilos) se dividem, podem permanecer unidas entre si, formando diferentes arranjos: colônias
Diplococos: cocos aos pares
Estreptococos: cocos em cadeia
Tétrades: células de cocos de 4 em 4
Sarcina: cocos em formato de cubo
Estafilococos: cocos em cachos
Diplobacilos: bacilos aos pares 
Estreptobacilos: bacilos em cadeia 
-Coloração de Gram: 
Microrganismos são transparentes > uso de corantes para visualização da sua forma e arranjo
Consiste no tratamento de esfregaços bacterianos (preparações sobre lâmina de vidro) com os seguintes reagentes: cristal violeta, lugol, acetona e safranina. Todas as bactérias se coram pelo complexo formado entre cristal violeta-lugol na parece celular bacteriana, assumindo uma coloração roxa, mas elas assumem coloração diferente de acordo com a estrutura da parede celular
Dividir a grande maioria das bactérias em 2 grupos:
Gram-negativa:
Perdem a coloração roxa quando tratadas com acetona, ficando descoradas
Ao receberem a safranina, apenas as bactérias descoradas, ou seja, as gram-negativas se coram de vermelho (cor da safranina)
Têm coloração vermelha ao serem examinadas pelo microscópio óptico
A membrana externa e a parede celular mais fina promovem a pequena absorção do corante cristal violeta-lugol
Gram-positiva:
Não se deixam descorar pela acetona, permanecendo coradas de roxo.
Não se coram pela safranina
Têm coloração roxa ao serem examinadas pelo microscópio óptico
Têm uma maior camada de peptidoglicano > maior absorção do corante cristal violeta-lugol 
-Estruturas bacterianas:
Membrana plasmática: 
-Funções:
1) transporte de solutos
2) produção de energia por transporte de elétrons e fosforilação oxidativa, uma função análoga às mitocôndrias nas células eucarióticas 
3) biossíntese de macromoléculas de membrana e parede celular por meio de enzimas
4) duplicação de DNA, pois algumas proteínas que participam do complexo de duplicação do DNA estão na membrana 
5) secreção de componentes, como enzimas úteis na obtenção de nutrientes para a bactéria e toxinas
-Todas as bactérias possuem membrana plasmática
-Constituição: lipoproteica; sem esteroides
Parede celular
-Funções:
1) manter a integridade da célula 
2) rigidez celular
3) manter a forma das diferentes bactérias
4) prevenir a lise bacteriana > pressão osmótica no interior das bactérias é superior à do meio externo (o interior da bactéria é mais concentrado/é hipertônico e o meio é hipotônico > turgência da bactéria)
-Todas as bactérias possuem parede celular, porém, existe diferença estrutural entre os dois grupos bacterianos, gram-positivos e gram-negativos:
Parede Celular de Bactérias Gram-Positivas:
Constituição:
-Uma espessa camada de peptideoglicano (açúcares + aminoácidos)
-Proteínas de superfície associadas aos peptideoglicanos: inibidores de mecanismos imunológicos (fagocitose, neutralização por anticorpos), favorecendo a presença das bactérias no organismo humano + antígenos celulares, possibilitando a identificação sorológica das bactérias
-Ácido teicóico e ácido lipoteicóico: polímeros importantes para a função da parede celular, como regular entrada e saída de substâncias na célula bacteriana + participam da interação entre as células bacterianas e receptores específicos nas células humanas, favorecendo a adesão celular. Por isso, o ácido teicóico é considerado um importante fator de virulência bacteriano (aumentar a sua capacidade em causar uma infecção).
-Nas bactérias Gram-positivas, o espaço periplasmático é pequeno e com pequena quantidade de moléculas em comparação às bactérias gram-negativas 
Parede Celular de Bactérias Gram-Negativas:
Constituição:
-Uma camada de peptidoglicano (polissacarídeo associado a peptídeos): está no espaço periplasmático
-Uma membrana externa: formada por dupla camada lipídica e proteínas; nesta membrana, ligado na superfície externa, encontra-se o lipopolissacarídeo (LPS): uma endotoxina > provoca respostas fisiológicas no organismo humano, como a febre; composta de enzimas, proteínas e poros/porinas que bombeiam toxinas prejudicias à bactéria para fora da célula que entraram no espaço periplasmático e regulam a passagem de substâncias para o interior da célula bacteriana e vice-versa. Vantagens: mecanismo de escape de fagocitose. Desvantagem: ativar o complemento
-Espaço periplasmático: separa a membrana citoplasmática da membrana externa; contém enzimas hidrolíticas (proteases, nucleases, lipases, enzimas capazes de inativar drogas) e proteínas transportadoras de solutos para o interior da célula; possui água e eletrólitos
As bactérias Gram-negativas são mais virulentas
Estruturas externas presentes em algumas espécies:
-Cápsula:
Constituição: polissacarídeos ou proteínas > semelhante ao glicocálix
Fator de virulência
Funções: 
-aderência da bactéria a outras bactérias e a outras superfícies
-pode ser escorregadia/gelatinosa > escapar do sistema imune > resistência > aumento de capacidade invasiva das bactérias, por atrapalhar a ação dos fagócitos
-resistência a substâncias bactericidas
-necessária para o crescimento bacteriano > aderência > reprodução
-reservatório de água e nutrientes > polissacarídeos (substância polar) promovem a adesão com a água
-Pili/Pilus/Fímbria/Pontes citoplasmáticas:
Visíveis apenas em microscópio eletrônico 
Presente em muitas bactérias gram-negativas, mas pode estar presente em gram-positivas também
Apêndices filamentosos, curtos e numerosos distribuídos na superfície externa da bactéria
Formados por proteínas – pilinas
Fator de virulência
Funções:
-Não desempenham papel de motilidade, como os flagelos
-Aderência/Fixação às células humanas e a outras superfícies > importantes na colonização microbiana do trato urinário, por exemplo
-Quando é oco: atua na conjugação (reprodução) 
-Flagelo:
Composto por flagelina, uma proteína
Formado por uma estrutura basal, um gancho e um longo filamento externo à membrana
É formado a partir da membrana > bactérias não tem centríolo 
Normalmente não pode ser visto ao microscópio óptico
Função: locomoção/movimento
Componentes citoplasmáticos/do hialoplasma:
-Ribossomos
Essencial para a célula
Formado por 2 subunidades: 30S+50S = 70S (diferente do ribossoma de 80S (40S + 60S) dos eucariontes)
Alguns antibióticos, além de afetar os ribossomos das bactérias, afetam também os ribossomos mitocondriais > afetam a produção de ATP > Efeito colateral do antibiótico: cansaço, fraqueza, perda de energia
Função: síntese proteica 
-Inclusões: 
Pigmentos/resíduos de digestão
-Plasmídeos
Presentes em algumas bactérias> envolvido em características extras; muitas vezes, conferem vantagens seletivas às células que as possuem
DNA circular menor que os cromossomos
São capazes de autoduplicação, independente da replicação cromossômica bacteriana 
Tipos:
-F: genes envolvidos na formação de pontes citoplasmáticas/pilus/fimbria citoplasmática > conjugação
-R: genes envolvidos na resistência a antibióticos
-Col: genes envolvidos na produção de colicinas: proteínas para matar outras bactérias
-DNA cromossomal: 	
Cromossomo único
DNA circular
100% codificante > maior chance de mutação
Cromossomo de dupla fita
Não contido em um núcleo, mas em localização conhecida como nucleoide
-Mesossomo:
Antigamente, considerava-se que nas bactérias aeróbicas = mitocôndria dos eucariontes, mas foi descoberta que as bactérias vivas não tem mesossomo > hoje considera-se que as proteínas da membrana (citocromo) promovem a respiração celular 
-Biossíntese dos principais componentes da parede celular bacteriana: 
Peptidoglicano/Mucopeptídeo/Mureína:
A ligação das moléculas ocorre entre os aminoácidos (ligação peptídica): conferem a rigidez da camada de peptidioglicano
Obs.: O número de ligações em bactérias gram-positivas é bem superior ao encontrado em gram-negativas > parede celular das gram-positivas é mais rígida 
O polissacarídeo do peptidoglicano é construído de unidades repetidas de N- acetilglicosamina (Glc-Nac, NAG, G) e ácido N-acetilmurâmico (MurNAc, NAM, M). As proteínas do peptidoglicano são formadas por pentapeptídeos de L-alanina, D-glutamato, L-lisina e D-alanina
A síntese do peptidioglicano acontece em etapas:
1. No interior da célula, é formado o ácido N-acetilmurâmico.
2. Ao ácido N-acetilmurâmico são adicionados aminoácidos, formando um pentapeptídeo.
3.  O pentapeptídeo de ácido N-acetilmurâmico é ligado ao bactoprenol (esteira transportadora; fosfolipídio) na membrana plasmática. Nesta etapa, o N-acetil-glicosamina é adicionado na produção do dissacarídeo (N-acetilglicosamina e N-acetilmurâmico, GlcNAc-MurNac).
4. A molécula de bactoprenol transloca o dissacarídeo:peptídeo precursor para fora da célula. O dissacarídeo GlcNAc-MurNac é, então, ligado à cadeia de peptidoglicano existente
5. Ligação peptídica 
Em todo o processo de síntese de peptidioglicano pela bactéria, existe a participação de enzimas (transpeptidades, carboxipeptidases, entre outras). A ação de drogas nas reações enzimáticas são mecanismos de ação de antibióticos bacteriostáticos (paralisa a síntese proteica da parede celular).
Ácido teicóico e lipoteicóico
São polímeros de ribose ou glicerol (álcool) quimicamente modificados, conectados por fosfatos. 
Açúcares, colina (vitamina) ou D-alanina (aminoácido) podem ser ligados às hidroxilas da ribose ou do glicerol, provendo-os de determinantes antigênicos. 
O ácido lipoteicoico contém um ácido graxo e é ancorado na membrana. 
O ácido teicoico é sintetizado a partir de blocos de construção se utilizando do bactoprenol de uma forma similar àquela para o peptidoglicano. 
O ácido teicoico e algumas proteínas de superfície (por exemplo, proteína A de S. aureus) são secretados pela célula e são ligados enzimaticamente ao N-terminal do peptídio do peptidoglicano.
Lipopolissacarídeo (LPS)
Constituído por:
-Lipídio A (componente fundamental do LPS; essencial para a viabilidade bacteriana; responsável pela atividade de endotoxina do LPS)
-Cerne polissacarídico (cerne rugoso; cadeia de heteropolissacarídeo; tem 2 partes: polissacarídeo central: constante nas espécies e o antígeno O: específico e altamente variável entre as espécies)
O lipídio A é ligado covalentemente ao cerne polissacarídeo 
Obs.: antimicrobianos (antibióticos e quimioterápicos)
-bacteriostáticos: inibe o crescimento da bactéria 
-bactericidas: causa a morte da bactéria 
A interação dos antimicrobianos com a célula bacteriana pode ocorrer no nível de parede (estrutura e biossíntese), membrana citoplasmática (estrutura e função), síntese de proteínas e síntese de ácidos nucleicos
Exemplo: penicilina (atua na terceira etapa da síntese de peptidioglicano da parede celular)