Microbiologia - Bactérias

Prévia do material em texto

Microbiologia 
Bactérias 
Célula procariótica X eucariótica 
• Similares em sua composição química e reações 
químicas; 
 
Procariótica 
• DNA não é envolvido por uma membrana circular, se 
apresentando na forma de cromossomo circular; 
 
• DNA não está associado a proteínas histonas; 
 
• Não possuem organelas revestidas por membranas 
– aparelho de golgi, mitocôndrias, RER, REL, entre 
outras; 
 
• Paredes celulares quase sempre serão de 
peptideoglicano – menos arquibactérias; 
 
• Usualmente, dividem-se por fissão binária; 
 
• As espécies de bactérias são diferenciadas por sua 
morfologia, composição química, necessidades 
nutricionais, atividades bioquímicas e fontes de 
energia. 
Eucariótica 
• DNA encontrado no núcleo, revestido pela carioteca; 
 
• DNA associado a proteínas histonas e não histonas – 
geralmente esses DNAs formam estruturas 
espiraladas chamadas de cromossomos, que 
normalmente, são formados por duas cromátides; 
 
• Presença de organelas membranosas (revestidas por 
membrana); 
 
• Paredes celulares, quando presentes, são 
quimicamente simples (celulose ou quitina); 
 
• Sua divisão é feita por mitose, na qual os 
cromossomos são duplicados para formar células 
semelhantes – célula mãe divide-se e dá origem a 
duas células-filhas, cada uma com um conjunto 
cromossômico idêntico ao da mãe. 
 
 Procariótica Eucariótica 
Tamanho da célula 0,2 a 2 µm de diâmetro 10 a 100 µm de diâmetro 
Núcleo Sem membrana nuclear 
(carioteca) e nucléolo, com 
exceção da Gemmata 
Núcleo verdadeiro, composto por 
membrana nuclear (carioteca) e 
nucléolo 
Organelas revestidas por 
membranas 
Poucas, se possuírem. Em geral 
não possuem 
Muito presentes, núcleo, 
lisossomos, Golgi, RE, 
mitocôndrias e cloroplastos 
Flagelo Blocos construtivos de proteínas Complexos, na forma de 
múltiplos microtúbulos 
Glicocálice Presente como cápsula ou 
camada limosa 
Presente em algumas células sem 
parede celular 
Parede celular Geralmente presente, complexa 
e composta por peptideoglicano 
Quando presente, quimicamente 
simples (celulose e quitina) 
Membrana plasmática Carboidratos e geralmente não 
apresenta esteróis 
Esteróis e carboidratos que 
servem como receptores 
Citoplasma Citoesqueleto (proteínas MreB e 
ParM, cresetin e FtsZ); ausência 
de fluxo citoplasmático 
Citoesqueleto (microfilamentos, 
filamentos intermediários e 
microtúbulos); presença de fluxo 
citoplasmático 
Ribossomos Tamanho menor 70S Tamanho maior 80S; tamanho 
menor 70S nas organelas 
Cromossomo (DNA) Geralmente, único cromossomo 
circular e sem histonas 
Múltiplos cromossomos lineares 
com histonas 
Divisão celular Fissão binária Envolve mitose 
Recombinação sexual Nenhuma, apenas transferência 
de DNA 
Envolve meiose 
Células bacterianas 
• A maioria das bactérias possuem entre 0,2 a 2 µm 
de diâmetro e de 2 a 8 µm de comprimento; 
 
• Existem espécies que apresentam células 
arredondadas – denominadas de cocos, apesar de 
serem unicelulares, muitas vezes permanecem 
ligadas no processo de divisão, possibilitando a 
formação de arranjos; 
 
• Cocos (esférico/arredondada): 
 
 
 
- Diplococos: duas células; 
- Estreptococos: células enfileiradas; 
- Tétrade: originada a partir de um processo de 
divisão que ocorre em dois eixos perpendiculares, 
formando 4 células; 
- Sarcinas: originada a partir de um processo de 
divisão que ocorre em três eixos, dois 
perpendiculares e um longitudinal, formando 8 células 
(arranjo em forma de cubo); 
- Estafilococos: divisões em planos múltiplos, 
formando um arranjo de células semelhante a um 
cacho de uva; 
 
• Bacilos (bastão): 
 
 
- Bacilo único; 
- Diplobacilos: união de dois bacilos; 
- Estreptobacilos: bacilos enfileirados; 
*forma intermediaria entre coco/bacilo = cocobacilo; 
 
• Vibrião: virgula; 
 
• Espiral: espirilo (poucas curvas) e espiroqueta (muitas 
curvas); 
 
• Menos comuns: estrelas e retangulares – são raras 
e normalmente não são de interesse médico; 
 
• As bactérias pleomórficas podem assumir várias 
formas
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Geralmente não possuem organelas envoltas por 
membranas; 
 
• Todas as bactérias possuem citoplasma, ribossomos, 
uma membrana plasmática e um nucleoide. E, a 
maioria possui parede celular; 
 
• Algumas estruturas desempenham papéis 
específicos, como: virulência bacteriana (cápsula), 
identificação bacteriana (parede celular ou flagelos), e 
alvos de alguns agentes antimicrobianos (parede 
celular). Os plasmídeos codificam informações como 
genes de resistência a antibióticos ou para a 
produção de toxinas. Pode haver troca de plasmídeos 
entre as bactérias. 
Estruturas externas a parede celular 
• Glicocálix; 
• Flagelos; 
• Filamentos axiais; 
• Fímbrias e pili. 
Glicocálix 
• É um revestimento de açúcar que circunda a parede 
celular – polímero viscoso e gelatinoso, composto 
por polissacarídeo, polipeptídeo ou ambos; 
 
• Sua composição química varia de acordo com a 
espécie; 
 
• Considerados pragas nas industriais – responsáveis 
pelo acúmulo de lodo nos equipamentos, afetando a 
qualidade dos produtos; 
 
• Quando composto de açúcares é denominado 
polissacarídeo extracelular (PSE) – muito usado para 
fixação de certos tipos de bactérias em algumas 
superfícies e ambientes. Exemplo: Streptococccus 
mutans (bactéria presente em todos na cavidade oral, 
que costuma se fixar no dente através dessa 
estrutura de polissacarídeos, quando associada a 
outras, como a Actinomyces, pode gerar cáries 
dentárias); 
 
• Se estiver firmemente aderido a parede celular 
forma estruturas chamas de cápsulas. Caso não 
esteja firmemente aderida, é chamada de camada 
viscosa/limosa; 
 
• As cápsulas são importantes para virulência 
bacteriana (capacidade que a célula terá para causar 
doenças), pois elas podem proteger os patógenos da 
fagocitose. Ou seja, impedem que células de defesa 
fagocite essa bactéria. Exemplo: Bacillus anthracis (sua 
cápsula é formada por ácido D-Glutâmico); 
 
• As cápsulas permitem a adesão a superfícies, 
impedem a dessecação e podem fornecer 
nutrientes. 
Flagelos 
• São apêndices filamentosos relativamente longos 
consistindo em um filamento, um gancho/alça e um 
corpo basal: 
- Filamento: contém a proteína Flagelina, permitindo a 
identificação de algumas bactérias a nível laboratorial; 
- Alça: onde os filamentos estão inseridos. São formadas 
por várias proteínas; 
- Corpo basal: haste central inserida em série de anéis. 
Bactérias gram-negativas possuem 2 pares de anéis e 
gram-positivas apenas 1 par interno (uma forma de 
diferenciação além da coloração); 
• Os flagelos procariotos giram para empurrar a célula 
(locomoção/movimento) – as bactérias se 
locomovem por expansão e contração dos flagelos. 
Exemplo: bactéria do gênero Proteus, possui uma 
grande capacidade de locomoção; 
 
• Podem apresentar 4 arranjos típicos: 
- Monotríquio: presença de flagelo único e polar; 
- Anfitríquio: presença de um flagelo em cada 
extremidade; 
- Lofotríquio: presença de dois ou mais flagelos em um 
pólo da célula; 
- Peritríquio: presença de flagelos distribuídos por toda a 
célula. 
• As bactérias móveis apresentam taxia – movimentos 
de deslocamento, orientados em relação a um 
excitante externo ou interno. 
Filamentos axiais ou endoflagelos 
• As células espirais que se movem através de um 
filamento axial (endoflagelo) são chamadas de 
espiroquetas – o movimento é gerado a partir de 
cordões enrolados que se locomovem em direções 
opostas; 
 
• Exemplos: Treponema pallidum, Borrelia burgdoferi, 
Leptospira – bactérias patogênicas para os seres 
humanos; 
 
• Os filamentos axiais são similares aos flagelos, exceto 
que eles se enovelam em torno da célula. 
Fímbrias e pili 
• Apêndices semelhantes à pelos que são 
apresentados principalmente pelas bactérias gram-
negativas – na sua composição possui uma proteína 
chamada de pilina; 
 
• As fímbrias ajudam as células a aderirem às 
superfícies (normalmentelocalizadas nos polos das 
células). Exemplo: Neisseria gonorrhoeae (bactéria 
causadora da gonorreia); 
 
• Os pili são mais longos e há apenas um ou dois em 
cada célula. São responsáveis por unir as células para 
transferência do DNA (chamados de Pili sexuais) – 
muito importante em um tipo de reprodução 
bacteriana, denominada de conjugação. 
Parede celular – composição 
• Estrutura complexa e semirrígida, responsável pela 
forma da célula; 
 
• Circunda a membrana plasmática e protege a célula 
das alterações adversas do meio extracelular; 
 
Funções principais 
Prevenir a ruptura das células bacterianas 
quando a pressão da água dentro da 
célula é maior do que fora; 
Manutenção da forma da célula; 
Servir de ponto de ancoragem para os 
flagelos; 
 
• Possui na sua composição uma rede macromolecular 
chamada de peptideoglicana (ou mureína), que são 
dissacarídeos, formados por NAG (N-
acetilglucosamina) e NAM (N-acetilmurâmico) unidos 
através de polipeptídios; 
 
• Moléculas alternadas de NAM e NAG originam fileiras 
alternadas (porção glicana) que posteriormente irão 
ser ligadas por polipeptídios (porção peptídica) para 
formar a parede celular; 
 
• Nas bactérias gram-positivas a parede celular é 
formada por várias camadas de peptideoglicano – 
muito espessa e diretamente exposta – garantindo a 
coloração azulada/violeta; 
 
• Nas bactérias gram-negativas a parede celular é 
formada por uma fina camada de peptideoglicano, e 
externamente há uma nova camada, composta por 
lipopolissacarídeos-lipoproteína-fosfolipídeo – 
garantindo a coloração rosa; 
 
• É por conta da diferença de composição de parede 
celular que as bactérias ficam com colorações 
diferentes, quando submetidas a coloração de Gram; 
 
• A presença de penicilina interfere a síntese de 
peptideoglicano; 
 
• As porinas são proteínas que permitem que 
pequenas moléculas possam passar através da 
membrana externa – canais de proteínas específicas 
permitem que outras moléculas se movam através 
da membrana externa; 
 
• O componente lipopolissacarídico que compõe a 
membrana externa contém açúcares 
(polissacarídeos O), que funcionam como antígenos, 
e lipídeo A, que é uma endotoxina. 
 
Parede celular – coloração Gram 
• O complexo cristal violeta-iodo se combina ao 
peptideoglicano; 
 
• O agente descolorante retira a membrana lipídica 
externa das bactérias gram-negativas e remove o 
cristal violeta. 
Parede celular – atípica 
• O Mycoplasma é um gênero bacteriano que não 
apresenta paredes celulares naturalmente; 
 
• As arqueias possuem pseudomureína; elas não 
apresentam peptideoglicano na composição da sua 
parede celular; 
 
• Paredes celulares acidorresistentes possuem uma 
camada de ácido micólico externa à fina camada de 
peptideoglicano. 
 
 
Parede celular – danos 
• Na presença de lisozima, as paredes celulares gram-
positivas são destruídas e o conteúdo celular restante 
é denominado protoplasto; 
 
• Na presença de lisozima, as paredes celulares gram-
negativas não são completamente destruídas e o 
conteúdo celular restante é denominado 
esferoplasto; 
 
• Antibióticos, como a penicilina, interferem a síntese 
de peptideoglicano; 
Estruturas internas a parede celular 
• Membrana plasmática; 
• Citoplasma; 
• Área nuclear; 
• Ribossomos; 
• Inclusões; 
• Endósporos. 
Membrana plasmática 
• Reveste o citoplasma e é composta por uma 
bicamada lipídica com proteínas integrais periféricas 
– modelo denominado de mosaico fluido; 
 
• É seletivamente permeável – o que permite as 
trocas entre o meio intracelular e extracelular; 
 
• Nas bactérias, podem formar estruturas 
membranosas denominadas de cromatóforos, as 
quais possuem enzimas para reações metabólicas, 
como a degradação dos nutrientes, a produção de 
energia e a fotossíntese; 
 
• Possuem mesossomos (dobras irregulares da 
membrana plasmática), são artefatos, não estruturas 
celulares verdadeiras; 
 
• Podem ser destruídas por álcoois e polimixinas. 
 
• Movimento através da membrana: 
Tipos de transportes 
Passivo • A favor do gradiente de concentração 
(alta – baixa concentração); 
• Sem gasto de ATP; 
Difusão simples: molécula atravessa sem 
mediadores ou com auxílio da proteína 
canal – movimento de íons (canal iônico) 
até que o equilíbrio seja atingido; 
Difusão facilitada: moléculas são carregadas 
com auxílio de proteínas transportadoras 
através das membranas; 
Osmose: passagem do solvente através de 
uma membrana seletiva e semipermeável, 
por canais específicos – aquaporinas – até 
o equilíbrio; 
 
Ativo • Contra o gradiente de concentração 
(baixa – alta concentração); 
• Com gasto de ATP; 
Primário: energia proveniente do ATP; 
Secundário: energia vem de outra fonte 
(não do ATP); 
Vesicular/translocação em grupo: 
necessita de ATP para modificar as 
substâncias químicas e transportá-las 
(endocitose/exocitose); 
 
 
Citoplasma 
• Componente líquido dentro da membrana 
plasmática; 
 
• Constituído principalmente por água (80%), com 
moléculas orgânicas e inorgânicas (carboidratos, 
lipídios) DNA, ribossomos, inclusões, e proteínas do 
citoesqueleto; 
 
• É espesso, aquoso, semitransparente e elástico; 
 
• Dentre as suas estruturas estão: áreas nucleares (no 
caso das bactérias, que o DNA está solto no 
citoplasma em um único cromossomo), ribossomos 
e depósitos de reserva (inclusões); 
 
• Citoesqueleto: está presente, mas não ocorre fluxo 
citoplasmático – ou seja, não ocorre a 
movimentação contínua dos fluidos citoplasmáticos 
em consequência da contração de proteínas do 
citoesqueleto. 
Área nuclear 
• Possui o DNA do cromossomo bacteriano; 
 
• Bactérias também podem conter plasmídeos, que 
são moléculas circulares de DNAs 
extracromossômicos – através da conjugação 
podem ser trocados entre bactérias específicas; 
Ribossomos 
• Muito presente no citoplasma de células 
procariontes; 
 
• Compostos por RNAr e proteína. – formados por 
duas subunidades 30S + 50S = 70S; 
 
• Sintetizam as proteínas necessárias para o 
metabolismo bacteriano; 
 
• Local onde ocorre a síntese proteica – pode ser 
inibida por certos antibióticos. 
Inclusões 
• Depósitos de reserva encontrados nas células 
procarióticas e eucarióticas; 
 
• Entre as inclusões encontradas em bactérias estão: 
 
- Grânulos metacromáticos: coram-se de vermelho 
com azul de metileno e são conhecidos como 
VOLUTINA. São reserva de fosfato inorgânico para 
síntese de ATP; 
- Grânulos polissacarídicos: compostos de glicogênio 
e amido (reserva energética para célula). Podem ser 
vistos pela adição de iodo, da forma que o glicogênio 
fica marrom-avermelhado e o amido azul; 
- Inclusões lipídicas: Mycobacterium, Bacillus, 
Azotobacter, Spirillium; 
- Grânulos de enxofre: obtém energia ao oxidar o 
enxofre. Thiobacillus; 
- Carboxissomos: possuem a enzima 1,5-difosfato-
carboxilase, da forma que usam CO2 como a única 
fonte de carbono. Exemplo: bactérias nitrificantes, 
cianobactérias e tiobacilos; 
- Magnetossomos: inclusões de óxido de ferro 
(Fe3O4). Formadas em bactérias gram-negativas, 
como a Aquaspirillum magnetotacticum, as quais 
agem como imãs, degradando o peroxido de 
hidrogênio. 
- Vacúolos de gás: são cilindros ovos, cobertos por 
proteínas, encontrados em procariontes aquáticos 
para manter a flutuação (manter equilíbrio entre 
profundidade adequada, luz, nutrientes, oxigênio). São 
importantes para bactérias que vivem em superfícies 
aquáticas. Quando a bactéria enche esse vacúolo vai 
mais para superfície da água e quando seca, vai para 
o fundo. 
Endósporos 
• São estruturas de repouso/resistência, formadas por 
algumas bactérias para a sobrevivência durante 
condições ambientais adversas – não reprodutiva, 
produzida por um número pequeno de bactérias, 
como o Clostridium botulinum (bactéria patogênica 
muito comum em alimentos enlatados) e o Bacillus 
anthracis; 
 
• Possuem este nome, pois são produzidos no interior 
das bactérias quando o meio em que se encontramestá desfavorável a sua sobrevivência; 
 
• Possuem parede grossa, sendo uma estrutura 
desidratada. Ela vai ser hidratada novamente quando 
encontrar um ambiente adequado a sua reprodução; 
 
• Produzidos a partir da duplicação do DNA. Ou seja, o 
material genético da bactéria está presente nos 
endósporos – forma uma camada muito resistente; 
 
• A bactéria possui a capacidade de liberar estes 
endósporos no ambiente e este pode se aderir na 
superfície, permanecendo de forma latente – caso 
repouse em ambientes propícios ao seu 
desenvolvimento, ele irá germinar dando origem a 
uma bactéria; 
 
• São muito resistentes ao calor, ao frio, ao ambiente 
seco (falta de água) e até as substâncias tóxicas 
(capazes de matar muitos microrganismos). 
 
Importância 
• Não estão relacionadas apenas com doenças; 
 
• São fundamentais para manter o equilíbrio do 
ecossistema, fazendo parte da cadeia alimentar; 
 
• Auxiliam na reciclagem, contribuem para a digestão 
e síntese de algumas vitaminas (equilíbrio da MI); 
 
• Possuem importância comercial e participação na 
produção de alimentos. Além do seu poder 
terapêutico.
Coloração de Gram