ESTRUTURA BACTERIANA

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Anna Beatriz de Moraes - MED 104
ESTRUTURA BACTERIANA
A microbiologia é a ciência que estuda os organismos microscópicos: vírus, bactérias, protozoários e
fungos.
➢ Sistemas de classi�icação: abrange todos os seres vivos.
Atualmente os domínios são o tipo de classi�icação que
possuem maior abrangência, levando em consideração
para fazer o agrupamento, o ribossomo, que está presente
em todos os seres realizando síntese proteica.
■ As bactérias estão presentes nos domínios Bactéria,
que possuem potencial para causar danos aos seres,
e Archaea, que não possuem potencial patogênico e
estão presentes apenas em ambientes extremos.
■ Domínio Eukarya: eucariontes, organismos
unicelulares e multicelulares como protozoários,
algas, fungos, plantas e animais.
■ Domínio Bacteria: procariontes, incluem bactérias que causam doenças ao homem e aquelas que
vivem em água e solo
➢ Procariotos X Eucariotos
■ Rosa: célula animal
■ Verde: célula vegetal
■ Azul: célula bacteriana
■ As células eucariontes estão presentes nos
animais
■ Ao compararmos os 3 modelos, percebemos
que a procarionte não possui organelas
celulares e núcleo.
➢ Dimensão X Metabolismo
■ Embora a célula bacteriana seja
aparentemente simples por não ter muitas organelas, ela pode ser bastante complexa também
■ Mesmo sendo pequena, ela consegue desempenhar papel metabólico para realizar todas suas
funções tão bem ao ponto de causar processos patológicos nos seres vivos
➢ Estruturas celulares internas
■ Citoplasma: é simples quanto a presença de
componentes. Possui ribossomos, inclusões e material
cromossômico e extracromossômico.
● Ribossomos: presente em todos os organismos,
�icam livres no citoplasma ou associados à
super�ície interna da membrana plasmática. São
responsáveis por realizar síntese proteica
(traduzem o RNA mensageiro, formando proteína
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ou enzima). Eles são formados por 2 unidades que ao se juntarem dão início à tradução do
RNA.
○ Ribossomo bacteriano: a subunidade maior possui 50s e a menor 30s. Esse s é referente
a um coe�iciente de sedimentação quando estão em ambiente livre. Ao se juntarem, dão a
característica 70s para esse ribossomo. Existem microbianos que possuem terapia
seletiva pois são especí�icos para afetarem estruturas com ribossomos do tipo 70s,
inibindo sua síntese protéica.
○ Ribossomo eucariótico: a subunidade maior tem 60s e a menor 40s. A junção delas
formará um com 80s.
● Inclusões: grânulos
○ São substâncias químicas que se acumulam no citoplasma
○ Fazem reserva de energia
⇨ Grânulos metacromáticos: constituídos de polifosfato, que ao se quebrarem liberam
o fosfato, muito importante para o metabolismo bacteriano.
⇨ PHB - poli B hidroxibutirato e grânulos de glicogênio.
⇨ Reserva de Carbono e fonte de energia
● Material cromossômico e extracromossômico
○ Não possui núcleo individualizado
○ Nucleóide: é a região que o cromossomo �ica alocado, cromossomo único e circular - não
envolto por membrana nuclear
○ O cromossomo bacteriano contém as
informações genéticas para ela executar suas
funções
○ Plasmídeo bacteriano é o material
extracromossômico, que carreia informações
adicionais que não são essenciais ao
metabolismo, mas favorecem bastante a vida da
bactéria. Por ex: informação para resistência ao
antimicrobiano, a desinfetantes, fatores de
virulência.
■ Membrana citoplasmática
● Contém o centro metabólico ativo
da bactéria: proteínas, sítio,
enzimas etc que permitem a
bactéria produzir materiais
importantes para sua sobrevivência
● Não possui esteróis: esse fator lhe
menor rigidez
● Possui o modelo mosaico �luido, o
qual permite que os diferentes
componentes alocados na
membrana trabalhem de forma
favorecida
● Composta por uma bicamada
fosfolipídica: ácidos graxos e
glicerol. Essa estrutura lhe confere
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um caráter an�ipático: hidro�ílica voltada para o parte externa e para o citoplasma; hidrofóbica
no meio da membrana.
● Moléculas lipossolúveis conseguem atravessar a membrana por transporte passivo do tipo
difusão simples. Já as moléculas hidrossolúveis precisam passar por uma proteína, no processo
chamado difusão facilitada.
● Normalmente, as substâncias que passam por transporte ativo são componentes tóxicos que se
formam com o acontecimento dos processos metabólicos.
● Funções:
○ Envolver o conteúdo celular;
○ Sítio de diversas atividades enzimáticas (produção de energia, síntese de proteína)
○ Barreira osmótica (permeabilidade seletiva)
○ Transporte de componentes importantes
➢ Estruturas celulares externas: parede celular, �lagelos, cápsula e �ímbrias
■ Parede celular
● Localizada adjacente à membrana plasmática
● Essa composição de parede celular é uma estrutura exclusiva de
bactérias
● Sua base é formada por um peptidoglicano ou mureína: NAG
(N-acetilglicosamina) ou NAM (Ácido N-acetilmurâmico) se ligam
entre si por ligações do tipo beta-1-4. De cada molécula de NAM irá
partir uma cadeia de tetrapeptídeos: L-alanina, D-glutamina, L-lisina
(DAP) e D-alanina. As cadeias de tetrapeptídeos também vão se ligar
entre si. Todas essas moléculas unidas conferem estabilidade à
parede celular bacteriana.
● Existem antimicrobianos que agem nessas estruturas, destruindo a
parede celular da bactéria, sendo assim uma terapia seletiva que
afeta apenas as bactérias
● Algumas bactérias também irão possuir uma membrana externa à parede celular, constituída
de: lipídios, polissacarídeos e proteínas
● Funções da parede celular
○ Está presente na maioria das bactérias. Exceção: micoplasmas e algumas Archaea
○ Estrutura rígida que dá forma à célula
○ Previne contra a expansão/rompimento
○ Envolve a membrana plasmática
○ Ponto de ancoragem para �lagelos e estruturas antigênicas
○ Essencial para o crescimento e divisão da célula: toda vez que a bactéria se divide, a
parede celular precisa duplicar para também dividir-se.
● Em azul no meio temos a membrana plasmática, e
externamente a parede celular formada por NAG,
NAM e a cadeia de tetrapeptídeos. Para a parede
celular se formar, os seus componentes
primeiramente precisam ser produzidos.
● Essa produção ocorre em 3 domínios: começa
dentro do citoplasma, são transportados por meio
da membrana plasmática, sofrendo alterações ao
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passar por ela, e posteriormente são ejetados e unidos para serem inseridos na parede celular.
● Alguns medicamentos possuem mecanismos que podem inibir os processos que ocorrem
nesses 3 domínios diferentes, que são chamados de: translocações, transglicosilases e
transpeptidases
● Quando a parede celular não se forma adequadamente, todas as suas funções serão
prejudicadas: a bactéria sofre lise mais facilmente, a passagem osmótica também se altera,
dentre outros fatores.
● Podemos classi�icar as bactérias por meio de sua
parede celular em 2 grandes grupos: Gram + e Gram
-. As diferenças entre elas são:
○ Número de camadas na parede celular: as
gram+ possui entre 25 a 45 camadas de
peptideoglicanos (NAM e NAG) ligadas entre
si pela cadeia de tetrapeptídeos
○ As gram - possui apenas de 3 a 5 camadas de
peptideoglicanos, e externamente a essa
camada, elas possuem a membrana externa
rica em lipopolissacarídeo . Essa membrana
torna o meio interno da bactéria ainda mais
seletivo, pois é mais uma camada que a substância precisa atravessar.
○ Na imagem ao lado, vemos a estrutura de uma
bactéria gram negativa. Possui a membrana
plasmática, com suas proteínas
transmembranas, a delgada camada de
mureína (peptideoglicano), espaço
periplasmático, membrana externa, e por
último a camada de LPS (lipopolissacarídeos).
○ A camada de LPS é constituída de 3 camadas:
lipídio A (de rosa, bem aderida À membrana
externa); core/centro (o retângulo em azul,
que liga as duas extremidades do LPS);
antígeno O (sua composição é variável quanto
à estrutura antigênica, cada bactéria pode
apresentar uma sequência de aminoácido
diferente). O lipídeo A possui uma ação de
endotoxina, ou seja, uma toxina interna. Se a bactéria está íntegra,esse lipídeo A não
possui in�luência em nada; porém quando utilizamos microbianos que induzem lise na
parede celular da bactéria, essa toxina irá cair na corrente sanguínea do paciente,
piorando o quadro de infecção.
● Christian Gram: em 1884, ele desenvolveu o método de coloração de bactérias. Esse método
evidencia características morfotintoriais (morfológica e tintorial)
○ Cristal violeta: primeiro componente, cora a bactéria em roxo
○ Lugol: segunda etapa, se �ixa no corante e
permite que ele se expanda e �ique aderido
à parede celular
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○ Álcool 100%: terceira etapa, lavamos o preparo com álcool. Nesse momento, algumas
�icaram transparentes e outras continuaram roxas. Isso acontece devido à desidratação
que o álcool provoca no peptideoglicano: as gram positivas possuem de 25 a 45 camadas,
portanto apenas sua camada mais super�icial perde a coloração; já as gram negativas
possuem apenas de 3 a 5 camadas, sendo assim todas elas desidratam e perdem a
coloração que tinha sido instaurada pelo cristal violeta e �ixada pelo lugol.
○ Fucsina: última etapa, é um corante vermelho. Sendo assim, irá corar apenas as
estruturas que anteriormente estavam transparentes; as violetas não se coram com a
fucsina.
○ Sendo assim, estabeleceu-se que as bactérias que se coram de roxo são as gram positivas,
e as de rosa são gram negativas.
○ Partindo do centro da imagem,
pegamos uma estrutura corada
em roxo e percebemos que sua
estrutura é mais esférica.
Ampliando ela, observamos a
membrana citoplasmática e a
espessa parede de
peptideoglicano. Ao selecionar
uma estrutura corada em rosa,
percebemos que ela é mais
alongada; ampliando sua
imagem vemos a camada de
peptideoglicano bem delgada e a
espessa membrana externa, com
sua camada de LPS.
➢ MORFOLOGIA BACTERIANA
■ Esférica: cocos
● Diplococos: cocos em pares
● Cadeia: os cocos se unem em forma de cordão
● Cacho: muitos cocos unidos
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■ Cilíndricas ou bastão: bacilos
● Cocobacilos: nem tão cilíndrico, nem tão esférico
● Bacilos: apenas um, totalmente esférico
● Diplobacilos: bacilos em pares
● Paliçadas: bacilos unidos verticalmente
● Estreptobacilos: bacilos unidos horizontalmente,
como se fosse um cordão
● Vibrio: bacilo em forma de vírgula
■ Espiraladas: espirilos e espiroquetas. Possuem forma helicoidal com uma ou mais curvatura ao
longo do seu eixo.
● Espiroquetas: forma de espiral �lexível. Ex: Borrelia, Leptospira
● Espirilos: formofolgia de espiral incompleta e rígida. Ex: Spirillum
■ Utilizamos a morfologia e a coloração com direcionamento e assim diagnosticar a bactéria que está
causando tal infecção.
➢ FLAGELOS
■ Longo �ilamento �ino helicoidal
■ Função: locomoção da bactéria
■ Formados pela proteína �lagelina
■ A posição e o número de �lagelos utilizados são importantes para classi�icação taxonômica e para
dar o diagnóstico do processo infeccioso
■ Constituição do �lagelo: corpo basal (motor), gancho (porção do meio) e �ilamento helicoidal (a
parte que sofre o movimento)
■ Tendo em vista que a bactéria gasta energia para se movimentar, os �lagelos devem estar acoplados
em uma parte da célula que há produção de energia. Esse lugar é a membrana citoplasmática,
componente metabólico da bactéria.
■ Bactérias sem �lagelos são chamadas de atríqueas
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■ Bactérias que possuem �lagelos são classi�icadas em:
● Peritríqueos: possuem �lagelo ao longo de toda a célula
● Polar: possui �lagelos apenas em um ou ambos os polos da célula
○ Monotríqueo: possui apenas um �ilamento
○ Lofotríquea: possui vários �ilamentos
○ An�itriqueo: um �ilamento em cada extremidade da célula
■ Movimento �lagelar
● Polar reversível: quando gira no sentido anti-horário, a célula vai pra frente; quando gira no
sentido horário, vai para trás
● Polar unidirecional: só rotaciona em um sentido.
■ As bactérias se movimentam em busca de um componente atrativo (quimiotaxia) ou por um
componente repelente que faz ela mudar de ambiente.
■ Filamentos axiais: estrutura semelhante ao �lagelo, permitem movimentação limitada, apenas em
volta do próprio eixo da célula bacteriana. Eles se originam nas extremidades das células. Comum
nas espiroquetas: Treponema pallidum e Borrelia burgdorferi
➢ FÍMBRIAS
■ Estrutura �ilamentosa
■ Diferentemente dos �lagelos, não são helicoidais
■ São menores, mais retos, �inos e mais numerosos que os �lagelos
■ Estão relacionadas com adesão celular (adesinas)
■ São de natureza proteica: �ibrilina
■ Fimbria e Pili
● Previne que as células bacterianas sejam retiradas do local pelo muco ou �luidos corporais
● São antigenicamente distintas
● Pili sexual: envolvido na variabilidade genética bacteriana (na conjugação, que é como as
bactérias se reproduzem). Ocorre principalmente nos plasmídeos. É muito importante na
disseminação da resistência bacteriana.
➢ CÁPSULA
■ Funções: proteção e adesão (por meio do mucopolissacarídeo presente na cápsula)
● Ligação às células do hospedeiro
● Di�iculta a fagocitose: como ela é constituída de mucopolissacarídeo, o macrófago (primeira
linha de defesa) não o reconhece imediatamente como uma estrutura ofensiva
● Fonte de nutrientes pois é composta de mucopolissacarídeo e também faz retenção de água
■ Na imagem, a cápsula corresponde a essa área mais clara envolvida da célula que está marcada de
preto. Ela �ica assim pois não se cora no processo de coloração.
➢ GLICOCÁLICE
■ Estrutura desorganizada e fracamente aderida à parede celular
■ Semelhante à cápsula
■ Funções: virulência (protege contra a ação do sistema imune), adesão e fonte de nutrientes
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➢ ESPOROS
■ Formas latentes para sobrevivência em condições desfavoráveis - dessecamento, calor, falta de
nutrientes
■ Formas de repouso metabolicamente inativas: não ocorre crescimento enquanto as condições
ambientais não forem variáveis
■ Condições ambientais apropriadas: células vegetativas se tornam metabolicamente ativas
■ Forma e localização na célula é variada
■ Clostridium e Bacillus: são dois gêneros bacilos gram positivos e ambientais (amplamente
disseminados no ambiente). Toda bactéria ambiental é resistente a condições desfavoráveis. Esses
dois gêneros produzem os esporos.
■ Endósporo: quando o esporo está dentro da célula bacteriana
■ Endósporo subterminal: ainda está dentro da célula, mas na parte terminal
■ Endósporos centrais: quando está no centro da bactéria