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O Estudo das Bactérias Estrutura Bacteriana Instituto Federal do Pará Profa. Jedna Kato Dantas BACTERIOLOGIA INTRODUÇÃO • Unicelulares, • Procariotos, • Isolados ou em Colônias • Divididos: eubactérias (verdadeiras) arqueobactérias (primitivas) Heterogêneo: anaeróbios, aeróbios, autótrofos, heterótrofos, termófilos, acidófilos, halófilos, fotossintetizantes, Todas com habilidades em sobreviver em ambientes inóspitos BACTERIOLOGIA EUBACTÉRIAS • São as mais estudadas dentro da microbiologia interesse médico, industrial e comercial • As células bacterianas apresentam várias estruturas específicas para algumas espécies, podendo ser essenciais ou não à vida da bactéria BACTERIOLOGIA ESTRUTURA BACTERIANA • Estrutura de uma célula procariótica sem oragnelas ligadas à membrana (mitocôndrias ou plastos) • O núcleo não é rodeado por uma cariomembrana • O DNA não é organizado em cromossomos verdadeiros (compactados e espiralados, como os das células eucarióticas) – Pilis ou Fímbrias – Ribossomos – Cápsula – Parede Celular – Flagelo – Citoplasma – Vacúolo – Plasmídio – Nucleóide – Membrana Celular BACTERIOLOGIA ESTRUTURA BACTERIANA BACTERIOLOGIA BACTERIOLOGIA BACTERIOLOGIA 1) Flagelos • Organelas de locomoção flagelina • Filamentos delgados e ondulados de 3-12µm BACTERIOLOGIA • O flagelo movimenta a bactéria através do meio líquido podendo chegar a 100 µm por segundo (o equivalente a 3000 vezes o seu comprimento por minuto) • Energia degradação de ligações energéticas de fosfato. • Motilidade ocorre ao acaso ou por quimiotaxia. BACTERIOLOGIA • Denominação: – Atríquias (sem flagelo); – Monotríquias (um único flagelo); – Anfitríquias (um flagelo em cada extremidade); – Lofotríquias (tufo de flagelos em uma ou ambas as extremidades) e – Peritríquias (cercadas de flagelos). BACTERIOLOGIA • 2) Fímbrias ou Pílis • São organelas filamentosas mais curtas e delicadas que os flagelos pilina • Presentes em muitas bactérias (principalmente nas Gram negativas) • As fímbrias podem ser removidas sem comprometimento da viabilidade celular e regeneram rapidamente. BACTERIOLOGIA • Originam-se de corpúsculos basais na membrana citoplasmática e sua função está relacionada com a troca de material genético durante a conjugação bacteriana (fímbria sexual), e com a aderência às superfícies mucosas. BACTERIOLOGIA 3) Cápsula • É uma camada viscosa forma de proteção da bactéria contra as condições externas desfavoráveis • Formada de polímeros orgânicos, que são depositadas extracelularmente. • Pode ser evidenciada com métodos especiais de coloração (nanquim). BACTERIOLOGIA BACTERIOLOGIA • A cápsula está relacionada com a virulência da bactéria • Confere resistência à fagocitose, à dessecação e serve como reserva de material nutritivo • Em uma mesma espécie: amostras capsuladas são mais virulentas que as não capsuladas BACTERIOLOGIA 4) Parede celular • Estrutura rígida que recobre a membrana citoplasmática e confere forma às bactérias. • Ela é constituída por ácido diaminopimérico (DPA), ácido murâmico e ácido teicóico além de aminoácidos, carboidratos e lipídeos. BACTERIOLOGIA •O peptideoglicano (também chamado de mucopeptídeo ou mureína) forma a estrutura rígida da parede. •Funções: – Proteção; – Regulação osmótica; – Suporte de antígenos somáticos bacterianos. •As Gram-positivas e Gram-negativas são classificadas de acordo com as diferenças na composição e estrutura da parede celular. BACTERIOLOGIA •Bactérias Gram Positivas – Possuem mais peptideoglicano em sua parede celular mais espessa e rígida do que a das bactérias Gram negativas. – Esta parede constitui o local de ação de alguns antibióticos além de apresentar elementos básicos para identificação sorológica. BACTERIOLOGIA •Bactérias Gram Negativas – A Parede celular é menos espessa e mais complexa do que as Gram positivas – Apresentam uma membrana externa cobrindo a fina camada de peptídeoglicano – A membrana externa distingue as bactérias Gram negativas BACTERIOLOGIA – Serve como uma barreira seletiva para a entrada e saída de algumas substâncias da célula – Pode causar efeitos tóxicos sérios em animais infectados – A membrana externa é composta por fosfolipídios, lipoproteínas e lipopolissacarídeos (LPSs). BACTERIOLOGIA – A porção lipídica do LPSs é também conhecida como endotoxina e pode atuar como um veneno, causando febre, diarréia, destruição das células vermelhas do sangue e um choque potencialmente fatal BACTERIOLOGIA BACTERIOLOGIA BACTERIOLOGIA BACTERIOLOGIA 5) Membrana Citoplasmática •Tem aproximadamente 10 nm de espessura e separa a parede celular do citoplasma •Constituída de fosfolipídeos (40%) e proteínas (60%) •Importante na permeabilidade seletiva da célula •Não apresenta esteróides como as demais membranas eucarióticas BACTERIOLOGIA BACTERIOLOGIA BACTERIOLOGIA •Funções – Transporte de solutos: proteínas transmem- brana, altamente específicas para um único tipo de molécula ou para uma classe de moléculas; – Produção de energia: através dos citocromos, a energia é produzida pela fosforilação oxidativa, de modo análogo às mitocôndrias eucarióticas. BACTERIOLOGIA – Biossíntese: presença de enzimas ligadas à membrana – Duplicação de DNA: presença de algumas proteínas do complexo de duplicação de material genético – Secreção: de enzimas hidrolíticas degradam macromoléculas do meio externo em compostos menores que servirão de nutrientes; de toxinas, bacteriocinas e penicilinases; BACTERIOLOGIA 6) Mesossomos • São invaginações múltiplas da membrana plasmática • Podem ser simples dobras ou estruturas tubulares ou vesiculares BACTERIOLOGIA • Localizados próximos à membrana plasmática ou profundos no citoplasma • Mesossomos centrais estão ligados ao material nuclear da célula e envolvidos na replicação de DNA e na divisão celular • Mesossomos periféricos penetram muito pouco no citoplasma e estão envolvidos na secreção de certas enzimas • Alguns autores atribuem a eles um papel na respiração bacteriana. BACTERIOLOGIA 7) Componentes Citoplasmáticos: • Citoplasma é constituído de ácido nucléicos, proteínas, carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos, compostos de baixo peso molecular e partículas com várias funções imersos num fluido denso • Esse fluido é o sítio de muitas reações químicas BACTERIOLOGIA • Dentre as organelas citoplasmáticas presentes na bactéria (ribossomos, grânulos de reserva e vacúolos) – Ribossomos: presentes em grande número aparência granular do citoplasma. O conjunto de diversos ribossomos, que durante a síntese protéica está ligado a uma molécula de RNAm recebe o nome de polissomo BACTERIOLOGIA – Grânulos de reserva: armazenam polímeros insolúveis como glicogênio,amido, enxofre, enzimas, fosfato inorgânico e lipídeos – Vacúolos gasosos: encontrados em microorganismos que vivem em mares ou lagos, e está relacionada com a regulação da pressão osmótica e hidrostática destes organismos em relação ao seu habitat. BACTERIOLOGIA 8) Nucleóide: • Formado por fibrilas de DNA em dupla hélice uma única molécula circular que constitui o cromossomo bacteriano • Esta molécula contém todas as informações necessárias à sobrevivência da célula e é capaz de auto-duplicação BACTERIOLOGIA 9) Plasmídeos: • Moléculas de DNA circular, menores que os cromossomos, presentes em algumas bactérias • Seus genes não codificam características essenciais • Mas podem conferir vantagens seletivas • Sua auto-duplicação é independente da replicação do cromossomo • Seu número é variável BACTERIOLOGIA 10) Esporos: • Os esporos que se formam dentro da célula (endosporos) são exclusivos das bactérias (gêneros bacillus e clostridium) • Possuem parede celular espessa, • São altamente refratários (brilhantes) • Altamente resistentes a agentes físicos (dessecação e aquecimento) e químicos (antisépticos) BACTERIOLOGIA • Os esporos surgem quando a célula bacteriana não se encontra em um meio ideal para o seu desenvolvimento BACTERIOLOGIA