Estrutura e Morfologia Bacteriana

Prévia do material em texto

1 
BACTÉRIAS 
MICROBIOTA NORMAL 
 
BIOFILME 
Várias espécies de 
bactérias colonizando o 
mesmo ambiente 
COLÔNIA 
Uma única espécie de 
bactéria se multiplicando e 
colonizando o ambiente 
 
Tem em comum o ambiente próprio para seu crescimento: 
pH, nutrientes, oxigênio, temperatura. 
 
Algumas bactérias podem se tornar patogênicas. Ex: E. coli 
se torna patogênico quando sai do seu lugar de origem, pela 
falta de nutrientes naquele ambiente, processos alimentares 
ou disfunções. 
MORFOLOGIA BACTERIANA 
ORGANISMO PROCARIONTES 
São as bactérias e cianobactérias; Possuem parede celular, 
membrana, citoplasma e material genético. 
 Seu DNA não está envolvido por uma membrana, é um 
cromossomo circular; 
 Seu DNA está associado a HISTONAS (proteína que liga 
o DNA). 
 Não possuem organelas revestidas por membranas; 
 Suas paredes celulares quase sempre contém o 
polissacarídeo complexo peptideoglicano; 
 Se dividem por fissão binária ou cissiparidade ou 
bipartição; 
 As bactérias existem há mais de 3,5b de anos. 
 Não tem cariomembrana; não tem revestimento 
membranoso envolvendo o material genético 
→ fica espalhado pelo citoplasma 
 
 A forma de uma bactéria é determinada pela 
hereditariedade; 
 Geneticamente, a MAIORIA SÃO MONOMÓFICAS – 
mantém uma forma única do início ao final; 
 ALGUMAS SÃO GENETICAMENTE PLEOMÓRFICAS – 
podem variar de forma de acordo com o meio e com o 
tipo de associação ou necessidade 
 Determina a carga genética mudando sua morfologia; 
processo de adaptar nas variações ambientais. 
 As mudanças de forma podem ser consideradas como: 
 INVOLUÇÃO: mudança de forma devido à 
condições desfavoráveis, presença ou ausência de 
oxigênio, pH, oou por produtos tóxicos, etc. 
 PLEOMORFISMO: a bactéria não apresenta uma 
morfologia única, mesmo que se encontre em 
condições favoráveis à sua sobrevivência. 
CÉLULA BACTERIANA 
 
 Ribossomo: única organela; eficiente capacidade de 
produzir proteína; 
 
 
 
2 
 DNA: capacidade de informação genética; eficiente 
capacidade de produzir proteína; 
 
 Mesossomo: saliência da membrana para o interior do 
citoplasma e vai participar no processo de respiração 
celular. 
 Vai invaginando e separa a célula em duas quando há 
reprodução. 
 
 Plasmídeo: DNA circular menor que o DNA normal; 
confere resistência a alguns tipos de antibióticos; 
consegue inativar a ação do medicamento; 
Duplica o DNA – duplica o plasmídeo e o transfere para 
outra bactéria da mesma espécie através do pili, por 
conjugação. 
Ela usa o pili para a transferência de material genético 
duplicado – confere resistência ao medicamento. 
 
 Flagelo: para locomoção; fator de virulência. 
 Filamento; gancho; anéis – corpo basal. 
 As bactérias gram-negativas: 4 anéis 
 As bactérias gram-positivas: 2 anéis; 
 O anel serve para a estabilização do flagelo. 
FLAGELO 
Locomoção, fator de 
virulência e quimiotaxia do 
patógeno 
Pode ser atraída e usa o flagelo para se locomover 
 FLAGELINA: proteína que se fixa no gancho e o gancho 
se fixa no flagelo; 
 
 O gancho se fixa na superfície da bactéria e ele que 
promove o movimento rotatório do flagelo até sua 
localização; 
 O anéis são importantes para estabilização do flagelo – 
não o torna mais veloz – e são aderidos à membrana. 
 4 anéis na gram-negativa e 2 anéis na gram-positiva: os 
que são inseridos na membrana plasmática é a energia 
proporcionada para o movimento flagelar – vem da 
membrana plasmática pela força próton-motriz por 
proteínas. 
FORÇA PRÓTON-MOTRIZ: 
 Transporte de hidrogênio pela membrana 
plasmática que gera transferência de elétrons para 
geração de ATP (cadeia transportadora de elétrons 
da mitocôndria) 
 A velocidade que o H é transferido que gera energia 
– capta H para produzir energia para seu 
movimento 
 
. ESTRUTURA FLAGELAR 
 
 Atriquia: sem flagelo 
 Monotriquia: possui um flagelo 
 Anfitriquia: possui dois flagelos em polos opostos 
 Lofotriquia: possui um tufo de flagelo em um único polo 
 Peritriquia: possui vários flagelos pela superfície do 
parasita; 
 Mais resistente; maior capacidade de 
fugir/desviar de ambientes hostis por terem 
flagelos distribuídos em sua superfície. 
 Frequência desvio/frequência corrida: 
 Em ambiente favorável: frequência de corrida é 
maior; 
 Em ambientes desfavoráveis: frequência de 
desvio é maior. 
FILAMENTOS AXIAIS 
 Feixes de fibrilas que se originam nas extremidades das 
células e fazem uma esperial em torno; 
 Endoflagelos – flagelos internos; 
 Similares aos flagelos; 
 Enovelam em torno da célula; 
 Encontrados nas Espiroquetas; 
 Movimento de saca-rolha – por envolver o patógeno; 
 Treponema pallidum – sífilis 
FÍMBRIAS, PÊLOS OU PILI 
Apêndices filamentosos  presentes nos pólos ou 
homogeneamente distribuídas 
 
 
3 
 São mais delicados que os flagelos, constituída por uma 
proteína chamada de PILINA; 
 Elas originam-se de corpúsculos basais na membrana 
citoplasmática sua função está relacionada com a troca 
de material genético, durante a conjugação e também 
na aderência; 
 Podem variar em números – de unidades à centenas; 
Conjugação: transferência de um tipo de DNA que vai 
conferir a bactéria receptora resistência a antibióticos. 
“PILI” 
 São mais longos que as fimbrias, um ou dois por célula; 
 Está envolvido na mobilidade celular e na transferência 
de DNA; 
 MOBILIDADE TRANSLOCAÇÃO BACTERIANA  o 
pilus é estendido pela adição de unidades de pilina – faz 
com a superfície ou com outras células e então se 
retrai. 
 Modelo de gancho atracado – movimentos curtos, 
abruptos e intermitentes. 
 Adicionando subunidades até crescer o pili. 
 MOBILIDADE POR DESLIZAMENTO  movimento 
homogêneo de deslizamento por retração de pilus das 
mixobactérias. 
 Fornece uma maneira para os micróbios viajarem 
nos ambientes com baixo conteúdo de água – biofilme 
e solo. 
 tem o pili completo e “estica e puxa” 
Serve para locomoção, 
fixação e faz transferência 
de material genético. 
FÍMBRIAS 
 Podem ocorrer nos pólos da célula ou estar 
homogeneamente distribuídas em toda a superfície 
celular. 
 A tendência é de se aderir umas às outras e às 
superfícies permitem formar biofilmes e outros 
agregados na superfície de líquidos, vidros e pedras. 
 Neisseria gonorrhoeae – suas fímbrias auxiliam a 
colonização nas membranas mucosas. 
 Fímbrias ausentes por mutação – não ocorre 
colonização  sem doença. 
Serve para locomoção, fixação e 
não fazem transferência de 
material genético. 
 Homogeneamente distribuídas pela bactéria 
revestindo a parede celular. 
GLICOCÁLICE 
Polímeros orgânicos viscoso  composto de polissacarídeo 
Polipeptídios ou ambos  variável entre as espécies 
 
 É produzido dentro da célula e secretado para a 
superfície celular; 
 Substancia organizada e firmemente aderida à parede 
celular  CÁPSULA 
Conferindo resistência à bactéria – impedindo que 
a célula seja fagocitada 
A célula de defesa não consegue fagocitar uma 
bactéria capsulada; 
 Substância não organizada e fracamente aderida à 
parede celular  CAMADA VISCOSA 
Tem uma camada viscosa na superfície da célula; 
Todas as bactérias tem parede celular, mas nem todas 
possuem o glicocálice: 
 
 
 
Uma bactéria pode se tornar capsulada sintetizando a 
glicoproteína  externalizar  organizar na sua superfície 
 aderir externamente na parede celular. 
GLICOCÁLICE – CÁPSULAS 
 As cápsulas não são necessárias para o crescimento 
bacteriano; 
 São importantes para a sobrevivência no hospedeiro; 
 São fracamente antigênica e antifagocitica; 
 
 
 
 São importantes para virulência de certas espécies – 
 taxa de virulência; 
 Protegem as bactérias patogênicas de fagocitose; 
 Steptococcus pneumoniae  quando capsulado 
causam pneumonia  não capsuladas não causam 
pneumonia e sãofagocitadas rapidamente. 
 Pode atuar como barreira para moléculas hidrofóbicas 
toxicas, como detergentes; 
 Podem promover a adesão a outras bactérias ou 
superfícies do tecido do hospedeiro; 
 Streptococcus mutans  suas capsulas de dextrana e 
levana (substâncias que permitem que se fixe) são os 
Glicoproteína sintetizada que envolve 
a parede celular de determinadas 
bactérias. 
Não provoca 
alta resposta 
imune. 
 
Dificilmente são 
fagocitados. 
 
 
4 
meios pelos quais as bactérias se ligam e se fixam no 
esmalte dentário. 
 
Bactéria libera toxina  toxinas compostas por 
elementos estranhos que desencadeiam o 
imunológico no organismo. 
 
O glicocálice é um componente importante dos 
biofilmes  forma de resistência bacteriana. 
 
SUBSTÂNCIA POLIMÉRICA EXTRACELULAR (SPE): 
 Glicocálice que auxilia em um biofilme a se fixarem ao 
seu ambiente-alvo e umas às outras e ao substrato – se 
ligarem entre si. 
 Protege as células; 
 Facilita a comunicação entre as células e permite a 
sobrevivência celular pela fixação a várias superfícies 
em seu ambiente natural; 
Glicocálice Biofilme 
 Reservatório de agua e 
nutriente; 
 Aumento da capacidade 
invasiva; 
 Aderência; 
 Aumento da resistência. 
São agremiações funcionais 
de MOO aderidos a uma 
superfície e embebidas em 
substância polimérica 
extracelular (EPS) 
 
PAREDE CELUAR 
Funções: 
 Prevenir a ruptura das células bacterianas quando a 
pressão da água dentro da célula é maior que fora dela; 
 
 
 
 Ajuda a manter a forma da bactéria (nos indivíduos 
monomórficos); 
 Serve de ancoragem para flagelos; 
 Contribui para a capacidade de algumas bactérias 
causarem doenças – já que são antifagocitados; 
 Pode ser o local de ação de alguns antibióticos; 
 
SUA COMPOSIÇÃO QUÍMICA é usada para diferenciar os 
principais tipos de bactérias. 
 Peptideoglicano (mureina) – polissacarídeo 
 Pode estar isolado ou em combinação com outras 
substância 
 É um dissacarídeo repetitivo ligado a polipeptídios 
forma uma rede que circunda e protege toda a 
célula; 
 A porção dissacarídica é comporta de 
monossacarídeos: 
• N-acetilgicosamina (NAG) 
• Ácido N-acetilmurâmico (NAM) 
 Ambos estão relacionados à glicose e estão 
intercalados. 
As bactérias (não realizam fagocitose) captam nutrientes 
através da osmose – capacidade que a água entra em um 
ambiente hipotônico para o hipertônico, trazendo consigo 
nutrientes. 
Como ocorre a digestão: 
Bactéria gram-positiva: Bactéria gram-negativa: 
Libera enzima no meio 
extracelular, onde vai 
ocorrer a digestão. A água 
traz os nutrientes da 
digestão para dentro da 
célula. 
Digere no periplasma, já 
que a membrana externa 
possuem fatores por onde 
maromoléculas podem 
passar. 
 
Há 3 meios de estabilizar a parede celular: 
 Entre os peptideoglicano, pela ligação de aminoácido 
• Em maior número e são alvo da penicilina; Bactéria 
gram + é mais sensível à penicilina pois quebra as 
ligações e a bactéria morre com o uso deste 
medicamento – a bactéria prefere ambientes 
hipotônicos e a penicilina desestabiliza a parede 
celular e a bactéria sofre lise osmótica causada pela 
pressão da água que vai entrar. 
 Das camadas de peptídeos entre si pelo ácido teicoico 
 De toda camada da parede celular à membrana 
plasmática pelo ácido lipoteicoico. 
 
BACTÉRIA GRAM-POSITIVA 
 
A bactéria prefere 
ambiente hipotônico 
E dentro dela é 
hipertônico. 
 
 
5 
 AC. TEICOICO na parede: estabiliza as camadas de 
peptideoglicano; 
Especificidade antigênica da parede celular 
 
 PEPTIDEOGLICANA: tem várias camadas estabilizadas 
pela ligação cruzada com o ac. Lipoteicoico; 
 
 AC. LIPOTEICOICO: estabilizados na embrana pelo 
ácido lipoteicoico – estabiliza a camada aderida na 
membrana; 
 
BACTÉRIA GRAM-NEGATIVA 
 
 
A parede celular apresenta: 
 MEMBRANA EXTERNA; 
 PROTEÍNA DA MEMBRANA; 
 LIPOPROTEÍNA; 
 LIPOPOLISSACARÍDEO (LPS) 
 
 A bactéria gram-negativa possui a membrana externa e 
membrana interna, e apresenta um espaço entre elas 
chamado de PERIPLASMA . 
 A MEMBRANA EXTERNA: é porosa pela proteína 
porina, ou seja, é permeável  contém 
lipopolissacarideo; 
 A MEMBRANA INTERNA: não tem porina = é 
semipermeável 
Moléculas grandes podem ultrapassar os poros e se alojar no 
periplasma onde ocorre a sua degradação pela ação de 
enzimas hidrofílicas. 
A bactéria gram-negativa é resistente a penicilina pois tem 
enzimas que a degradam no periplasma. 
LIPOPOLISSACARÍDEO 
Bactéria gram-negativa 
É dividido em: 
 POLISSACARÍDEO O-ESPECÍFICO: Formado pelas 
hexoses: galactose, glicose, ramnose, e manose. 
 Funciona como um antígeno, sendo útil para 
diferenciar espécies de bactérias gram-negativas. 
 
 CERNE: ligados ao lipídeo A; contem açucares 
incomuns; 
• Fornece estabilidade estrutural. 
 
 LIPÍDEO A: porção lipídica, liberados quando gram-
negativas morrem funcionando como uma endotoxina. 
• Endotoxina: faz parte da estrutura da membrana 
ou da parede como componente da morfologia – 
só é liberada quando a bactéria morre; 
• Exotoxina: a bactéria produz e libera parte de sua 
morfologia – não precisa da morte bacteriana. 
 Está embebido na parede superior da membrana 
externa; 
 É responsável pelos sintomas associados a 
bactérias gram-negativas como: 
o Febre 
o Dilatação dos vasos venosos 
o Choque 
o Formação de coágulo sanguíneo 
LPS tem importante propriedade biológica, relacionada a sua 
toxicidade aos animais: 
 Salmonela, Shigella e Escherichia – liberam LPS como 
endotoxina para provocar gases diarreias e vômitos. 
A toxicidade bacteriana: pode provocar coagulação 
sanguínea, provocando entupimento dos vasos, paciente 
tem dificuldade de respirar, sem distribuição de nutrientes e 
oxigênio para os tecidos. 
LPS: Ac. Teicoico 
Estabiliza parede celular de 
bactérias gram-negativas 
Estabiliza parece celular de 
bactérias gram-positivas 
 
Morte da bactéria gram-positiva pela penicilina: a penicilina 
provoca lise bacteriana, atuando na parece de 
proteinoglicano; alvo especifico da penicilina são as ligações 
peptídicas de aminoácidos e elas são quebradas pela ação da 
penicilina e provocam desarranjos nos peptídeos, 
desestruturação da parede celular, a água entra (pois a 
bactéria vive em ambiente hipotônico) e a pressão osmótica 
é alta e a estoura por lise osmótica. A penicilina não altera a 
concentração do meio, aumenta a entrada de agua. 
Na bactéria gram-negativa: a lise osmótica é pelas 
polimixinas (antibióticos) que tem como alvo os 
lipopolissacarídeo (LPS). Resistente a penicilina, ela é 
 
 
6 
degradada no espaço periplasmático por enzimas 
betalamicas. 
PERIPLASMA 
Bactéria gram-negativa 
 Formada pela parede interna e externa; 
 Espaço entre a superfície da membrana citoplasmática 
e a superfície da membrana externa; 
 Tem consistência de gel devida à alta concentração de 
proteínas como: 
• Enzimas hidrolíticas: promovem a degradação inicial 
das moléculas de alimento (passam pela porina da 
membrana externa da gram -) 
• Proteínas de ligação: transporte de substratos 
• Quimiorreceotores: proteínas envolvidas na resposta 
quimiotatica 
 
MEMBRANA PLASMÁTICA 
Fina estrutura  reveste o citoplasma da célula  
fosfolipídio (2 camadas de fosfolipídios, proteínas 
transmembrana e periférica, glicídios associados a proteína) 
Função: barreira seletiva (permeabilidade seletiva), 
impedindo o extravasamento de substancias. 
 FOSFOLIPÍDIOS: afinidade diferencial com a água. 
 Possui uma cabeça hidrofílica: voltada para o meio 
extracelular e para o citoplasma; 
 E uma cauda hidrofóbica: voltada para a parte 
interna da membrana 
 
 Instauração pela ligação de dupla ligação. 
Os tipos diferentes dos fosfolipídios garantem uma 
característica assimétrica da membrana – ex: glicídios na 
camada externa.Importante sitio de ancoragem para proteínas e sitio celular 
de conservação de energia nos procariotos. 
FORÇA PRÓTON-MOTIVA: forte energia (ATP) utilizada 
para transporte, natação, motilidade e biossíntese de ATP. 
Prótons de hidrogênio geram: ADP+Pi (fosfato inorgânico) = 
ATP  formada mediante a transferência de elétrons 
quando H ultrapassa membrana plasmática. 
 Muitos compostos químicos atuam diretamente na 
membrana 
 Álcoois e compostos amônio (usados como 
desinfetantes) 
 Antibióticos como polimixinas produz vazamento do 
conteúdo intracelular e a subsequente morte celular. 
 
TRANSPORTES 
Difusão simples: as moléculas passam por canais iônicos ou 
pelos fosfolipideos a favor do seu gradiente de 
concentração, sem gasto de energia; 
Difusão facilitada: passa por uma proteína carreadora, se 
unindo a substratos para ocorrer o transporte; 
Osmose: passagem da água do meio hipotônico para o meio 
hipertônico, passando por fosfolipídios ou aquoporinas; 
Soluções isotônicas (=), hipertônicas (mais concentrada) e 
hipotônicas (menos concentrada); 
No meio hipotônico: água vai entrar e fica turgida, só estoura 
se a parede celular for desestabilizada. 
 BACTÉRIA NO MEIO HIPOTÔNICO: ela perde água; 
água se move para fora da célula  bactéria não morre, 
fica desidratada; a membrana plasmática descola da 
parede celular e retrai do citoplasma (a parede celular 
permanece intacta) – fica desidratada 
 BACTÉRIA NO MEIO HIPERTÔNICO: inibição do seu 
crescimento, inibição da sua multiplicação. Ex: 
alimentos em conserva – dura mais tempo pois as 
bactérias não conseguem se proliferar. 
TRANSPORTADORES ESPECÍFICOS: 
 Transportador simples – E. colii: lactose só entra se o 
hidrogênio entrar. 
 Translocador de grupo – pois tem um grupo de 
enzimas pertencentes ao sistema fosfotransferase 
(proteínas, glicose, manose, frutose) que trabalha junto 
com a proteína de transporte; 
 Transportador ABC – tem 3 subunidades; mais 
energeticamente desfavorável para bactéria pois gasta 
duas moléculas de ATP para cada substrato que entra. 
A: substrato que se associa com a proteína de ligação; 
B: a proteína direciona o substrato para o canal 
transportador ; 
C: quebra o ATP em ADP + Pi. Queimando energia. 
 
 
7 
 
MESOSSOMO 
 Saliência/invaginação da membrana para o interior do 
citoplasma; 
 MESOSSOMO SEPTALE: importante na divisão celular 
e na esporulação; 
 Mesossomo Lateral: concentra enzimas envolvidas no 
transporte 
NUCLEOIDE 
 Onde está o DNA. 
 O cromossomo bacteriano está aderido na membrana 
PLASMÍDEO 
 Tipo de DNA CIRCULAR, pode se autoduplicar e 
 Elementos genéticos extracomossômicos se replicaram 
independentemente do DNA cromossômico e 
transportam genes que não resistem a antibióticos, 
metais tóxicos e proteção de citocinas. 
ENDOSPORO 
 É A FORMA INATIVA DA BACTÉRIA, sem 
metabolismo; 
 Processo de formação dos endósporos é chamado de 
esporulação; 
 Bactéria gram-positiva: Prostidium tetani; 
 Produzidos em ambientes favoráveis; 
 ESPORULAÇÃO: comum em bactérias bacilares, ela 
replica o material genético e faz um mesossomo 
septale; a membrana plasmática envolve o material 
genético, citoplasma e caso tenha outra membrana; 
forma 2 membranas em forma de DNA e forma 
peptideoglicano e produz uma proteína de 
revestimento do endósporo e a bactéria sofre lise e 
libera o endósporo. Não é reprodução porque o DNA é 
degradado. 
 Pode sobreviver em um ambiente hostil por anos; 
 É comum ter endósporo material cirúrgico que não foi 
esterilizado na autoclave -  temperatura = morte; 
 GERMINAÇÃO: para voltar a ser ativado a partir do 
endorporo; 
 
INCLUSÕES 
 Algumas bactérias possuem seu citoplasma em 
inclusões – armazenamento de substancias químicas e 
nutrientes 
 Deposito de reservas nutritivas quando escassos no 
ambiente; 
 Algumas são comuns a uma ampla variedade de 
bactéria, outras são limitadas  serve como base para 
identificação. 
GRANULOS METACROMÁTICOS 
 Coram-se de vermelho 
 São conhecidos como volutina  reserva de fosfato 
inorgânico que pode ser usado na síntese de ATP em 
células que crescem em ambientes riscos em fofato; 
 São característicos do Corynebacterium diphtheriae 
 Fosfato armazena a bactéria em grânulos 
metacromáticos 
GRANULOS POLISSACARÍDEOS 
 Composto de glicogênio e amido, são demonstrado 
quando se aplica no interior da célula; 
 Reserva energética de carboidratos; 
 Armazena também lipídeos 
GRANULOS DE ENXOFRE 
 Reserva de energia 
 Inclusões com enzimas ribulose-1,5-difosfato-
carboxilase; 
 Usam dióxido de carbono como fonte de energia; 
 Requerem uma enzima para fixação do CO2 durante a 
fotossíntese; 
VACÚOLOS DE GÁS 
 Cilindros ocos recobertos por proteína encontradas em 
cianobactérias; 
 Mantem a flutuação para que as células possam 
permanecer na profundidade apropriada de agua para 
receberem oxigênio, luz, nutrientes em quantidades 
suficientes; 
MEGNETOSSOMOS: 
 Inclusões de oxido de ferro formado em bactérias 
gram-negativas; 
 Agem como imãs, usados para se mover ate atingir um 
local de fixação aceitável; 
 Podem decompor peróxido de hidrogênio, formado 
em presença de oxigênio, protegendo a célula contra 
o acúmulo de H2O2