Citologia Bacteriana

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Citologia Bacteriana 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
 
Taxonomia bacteriana 
Ø Microrganismos 
 
o Protozoários e algas unicelulares 
o Bolores e leveduras 
o Bactérias – Bacteria, Archaea 
 
Ø Microrganismos eucariotos e procariotos: todo 
aparato biológico para replicação e produção de energia 
– SERES VIVOS 
 
 
Ø Vírus: dependem de células hospedeiras 
 
 
 
 
 
 
Características dos micro-organismos – Protozoários 
Ø Eucarióticos 
Ø Unicelulares 
Ø Ingerem partículas alimentares (≈ animais) 
Ø Não apresentam parede celular rígida 
Ø Não contêm clorofila 
Ø Movem-se na água com auxílio de cílios ou flagelos; 
movimento ameboide (pseudópode)... 
 
Características dos micro-organismos – Algas 
Ø Eucarióticos 
Ø Unicelulares ou multicelulares 
Ø Contêm clorofila (≈ plantas) 
Ø Apresentam parede celular rígida... 
 
 
 
 
 
Características dos – Fungos 
Ø Eucarióticos 
Ø Unicelulares ou multicelulares 
Ø Apresentam parede celular rígida 
Ø Micro ou macroscópicos 
Ø Absorvem os nutrientes dissolvidos no ambiente 
 
o Bolores 
o Fungos macroscópicos 
o Leveduras 
 
Ø Metanogênicas: respiração anaeróbia que origina 
metano 
Ø Halófilos: exigem elevadas concentrações de sal 
Ø Termoacidófilos: necessitam de temperatura e/ou acidez 
elevada 
Ø Não são patogênicas 
 
Bactérias (3 subgrupos fenotípicos) 
Ø Gram-negativos com parede celular 
Ø Gram-positivos com parede celular 
Ø Microrganismos que carecem de parede celular: não 
sintetizam peptideoglicano, são pleomórficos e imóveis 
– micoplasmas (menor microrganismo de vida livre) 
 
• Ausência de parede celular: pleomórficos e resistentes a 
penicilina 
• Pleuropneumonia bovina (primeiro isolado) 
• Agalactia de carneiros e cabras (Mediterrâneo) 
• Doenças respiratórias em aves domésticas 
 
Espécies bacterianas 
Ø Conjunto de estirpes que compartilham propriedades 
estáveis e que se diferem significativamente de outro 
grupo de estirpes 
Ø Estirpe – linhagem – cepa: microrganismo que após ter 
sido isolado foi extensivamente caracterizado. Difere de 
outras estirpes pertencentes a mesma espécie 
 
Espécie--- sub-espécie ---estirpe 
 
Nomenclatura binominal: Karl von Linné (1758) 
Ø Nome deve ser latino de origem ou latinizado. 
Ø Clostridium tetani (tétano) 
Ø nome deve ser escrito em itálico ou grifado 
Ø Gênero deve ser sempre iniciado com letra MAIÚSCULA 
Ø Espécie deve ser sempre iniciado com letra minúscula 
 
Tipificação de espécies e subespécies 
Ø Biotipos: diferenças bioquímicas e fisiológicas 
Ø Fagotipos: tipificação por fagos- vírus infectam 
Ø Patotipo: patogenicidade- características 
Ø Morfotipo: diferenças morfológicas 
Ø Genotipo: DNA-gene 
Ø Sorotipo: antígenos 
 
Morfologia e estrutura bacteriana 
Ø Invisível ao olho humano 
• 0,5 a 1 μm (10-3 mm): depende da espécie 
• Tempo de geração muito rápido: E. coli = 20 minutos 
• Formas e arranjos característicos: auxiliam na 
identificação 
Formas básicas 
 
 
Eucarya 
Citologia Bacteriana 
 
 
 
 
 
 
Estruturas essenciais 
Ø Parede celular 
Ø Membrana citoplasmática 
o mesossomos 
Ø Citoplasma 
Ø Ribossomos 
Ø Cromossomo 
 
Estruturas não essenciais 
Ø Flagelo 
Ø Cápsula e glicocálice 
Ø Plasmídeo 
Ø Grânulos 
Ø Pili / Fímbria 
Ø Esporos 
 
Parede celular 
o Estrutura rígida – mantem a forma celular 
o desenvolvimento e divisão 
o Identificação e classificação bacteriana: 
o coloração de Gram 
o causar doença 
 
Funções 
o Barreira para substâncias que causariam danos às 
células e passagem livre para nutrientes líquidos 
necessários à célula 
o Manutenção da forma celular – rigidez 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Membrana externa (bactérias Gram negativas) 
o Externamente, os fosfolipídeos são substituídos por 
moléculas de lipopolissacarídeos (LPS) 
o Permeabilidade variável de acordo com a espécie 
o Porinas, moléculas de proteínas, que permitem a 
difusão passiva de compostos hidrofílicos de baixo 
peso molecular (açúcares, aminoácidos...) 
o Baixa permeabilidade aos antibióticos – resistência, 
relativamente, alta das G- 
o LPS: endotoxina, extremamente tóxico para animais 
(liberado apenas quando a célula é Lisada) 
• fração lipídica: lipídeo A (toxicidade) 
• fração polissacarídeo: antígeno O 
 
Espaço periplasmático (bactérias Gram negativas) 
Ø Entre as membranas externa e citoplasmática 
Ø 20-40% do volume celular 
Ø Proteínas de ligação a substratos específicos 
Ø Enzimas hidrolíticas 
Ø Enzimas destoxificantes 
 
Coloração de Gram 
Ø Christian Gram (1853-1938) – 
Ø Diferença na coloração de Gram deve-se a relativa 
resistência ao descoramento pelo álcool 
 
 
Etapas 
o Cristal violeta (corante primário) 
o Iodo (mordente): complexo com o cristal violeta 
o Etanol (diferenciação): dissolve e remove os lipídeos 
da membrana externa (rompe a membrana – Gram). 
Nas Gram+ os poros da parede celular 
(peptideoglicano) se contraem 
o Safranina ou fucsina (corante secundário): colore as 
Gram – 
 
Positivo é azul do grêmio 
Negativo é vermelho do inter 
As bactérias Gram negativas apresentam fina camada de 
parede celular e membrana externa constituída de LPS, 
consequentemente, possuem o espaço periplasmático entre 
as duas membranas 
 
Membrana citoplasmática – estrutura e composição 
o Espessura: aproximadamente 7,5 nm 
o Composição: bicamada fosfolipídica (porção polar 
voltada para o exterior e apolar para o interior) – 
proporção variável de acordo com a espécie e 
condições de cultivo 
• Fosfolipídeos (20-30%) 
• Proteínas (50-70%): inseridas na bicamada – fluidez 
(modelo do mosaico fluido) – permeases 
 
o Não apresenta esteróis, como o colesterol (presente na 
membrana de eucariotos), ou seja, são menos rígidas 
o Exceção: micoplasmas que incorporam esteróis (quando 
disponíveis no meio) 
o Barreira muito mais seletiva do que a parede celular 
• Permeases: transportam pequenas moléculas para 
o interior da célula 
• Sítio de enzimas envolvidas na produção de energia 
e síntese da parede celular 
 
• Em algumas bactérias, especialmente Gram+, a 
membrana se estende para o citoplasma formando 
“túbulos”, os mesossomos, que podem ficar 
próximos a membrana ou mais profundos no 
citoplasma 
 
o Mesossomos profundos: são os septais, estão ligados 
ao material genético e envolvidos na replicação do 
DNA e divisão celular 
o Mesossomos periféricos: envolvidos na secreção de 
enzimas 
 
Função 
o Permeabilidade seletiva e transporte de solutos 
o Transporte de elétrons e fosforilação oxidativa em 
espécies aeróbias 
o Excreção de exoenzimas hidrolíticas 
o Sustentação de enzimas e moléculas relacionadas 
com a biossíntese do DNA, de polímeros da parede 
celular e lipídeos da membrana 
o Sustentação dos receptores e outras proteínas dos 
sistemas de transdução quimiotática 
 
 Membrana citoplasmática – permeabilidade seletiva e 
transporte de soluto 
 
Difusão simples: movimento de soluto pela membrana – do 
meio mais concentrado para o meio menos concentrado 
Processo passivo, sem gasto de energia 
Osmose: transporte de solvente, de uma região com baixa 
concentração de soluto para uma região com alta 
concentração de soluto (“diluir”) 
Força com que a solvente (água) se move é a pressão 
osmótica 
 
Gram-negativas: transporte de nutrientes facilitado por 
proteínas de ligação específicas localizadas no espaço 
periplasmático 
 
 
 
• Sistema “sensível ao choque”: choque osmótico causa 
danos na membrana externa e permite o 
extravasamento das proteínas 
 
 Transporte ativo primário e secundário 
Primário (“bombas”): a energia metabólica (ATP) é utilizada para 
transportar os solutos através da membrana contra seus gradientes 
de concentração 
Secundário: independe diretamente do ATP, seu movimento está 
associado à diferença de concentração de íons provocada pelo 
transporte ativo primário 
Translocação de grupo 
• Transporte de determinados açúcares (sistema 
fosfotransferase) 
• Com fosforilação do substrato durante o transporte 
• Utilização eficiente da fonte de energia:acopla o transporte ao 
metabolismo 
 
Membrana citoplasmática – transporte de elétrons e 
fosforilação oxidativa 
• Citocromos e outras enzimas (componentes da cadeia 
respiratória) 
• Obtenção de energia 
 
Membrana citoplasmática – excreção de exoenzimas 
hidrolíticas 
• Importante para microrganismos que dependem de 
polímeros orgânicos (macromoléculas) como fonte de 
nutrientes (proteínas, polissacarídeos...) 
• Muitas bactérias patogênicas secretam enzimas e 
toxinas que são importantes fatores de virulência 
 
Membrana citoplasmática – funções de biossíntese 
• Apresenta subunidades e enzimas para biossíntese da 
parede celular 
• Enzimas para síntese de fosfolipídeos 
• Algumas proteínas do complexo de replicação do DNA 
(provavelmente, nos mesossomas septais) 
 
Membrana citoplasmática – sistemas quimiotáticos 
• Substâncias atrativas e repelentes ligam-se a receptores 
específicos na membrana citoplasmática 
 
 
Citoplasma 
o Formado pelo hialoplasma e pelos ribossomos 
o Ausência de organelas membranosas 
o Corresponde a totalidade da área intracelular 
o Sítio de muitas reações químicas 
o 80% água 
o Ácidos nucléicos 
o Aminoácidos 
o Carboidratos 
o Lipídeos 
o Íons inorgânicos 
o Compostos de baixo peso molecular 
o Partículas com várias funções 
 
Inclusões 
• Grânulos de reserva: polímeros insolúveis 
• Grânulos de volutina ou metacromáticos: reserva de 
fosfato inorgânico= síntese de ATP 
• Carboxissomas: reservatórios da enzima carboxilase= 
muitas cianobactérias e bactérias nitrificantes 
• Magnetossomas: orientação no campo magnético terrestre 
– bactérias aquáticas 
 
Funções 
• Importante papel estrutural, auxiliando na 
consistência e na forma das células 
• Local de armazenamento de substâncias 
• Sítio de reações 
• Morfologia e estrutura bacteriana 
 
 
 
 
Ribossomo 
Ø Formadas por duas subunidades que estão separadas e 
se unem no momento da síntese protéica. 
Ø Composição: RNA (60%) e proteínas (40%) 
 
Nucleóide 
Ø É a região, normalmente central, onde se localiza 
o cromossomo bacteriano 
 
Cromossomo bacteriano 
o Único 
o Circular 
o Constituído por uma molécula de dna 
o Todas as informações necessárias à sobrevivência 
o Autoduplicação 
o É haplóide: uma cópia de cada gene 
 
ESTRUTURAS NÃO ESSENCIAIS 
Plasmídeo 
Ø Capaz de autoduplicação independente do DNA 
cromossômico, nunca se repetem. 
 
Esporos 
Possui um envoltório espesso, constituído de proteínas e 
cálcio tornando a estrutura altamente resistente a agentes 
físicos e químicos. São metabolicamente inativos. 
 
Pili sexual 
Responsáveis pela fixação da célula doadora e receptora na 
conjugação bacteriana. 
 
Pili comum 
Ø Filamentos compostos por proteínas, as pilinas, 
relacionada com a adesão bacteriana. 
Ø Pili de diferentes bactérias são antigenicamente 
distintos 
 
Cápsula 
Ø Estrutura externa que contribui para a capacidade de 
invasão das bactérias, pois protegem as células da 
fagocitose. 
Ø Reservatório de H2O e nutrientes, prod. Indust. 
 
Glicocálice 
Ø Constituída de polímero (material viscoso), que forma 
uma rede frouxa de fibrilas que se estende para fora da 
célula, desempenha papel na aderência das bactérias às 
superfícies, inclusive células vegetais e animais. 
Ø Reservatório de H2O e nutrientes, prod. Indust. 
 
Camada de muco 
Ø Material bem afastado da célula 
 
Flagelos 
Ø Finos filamentos de proteína, a flagelina é altamente 
antigênico (antígenos H)