Citomorfologia Bacteriana

A célula Procariótica

Os procariotos incluem as bactérias e as arquibactérias.

As bactérias são diferenciadas por diversos fatores, que incluem a morfologia (forma), a

composição química (frequentemente detectada por reações de coloração), as

necessidades nutricionais, as atividades bioquímicas e a fonte de energia (luz solar ou

química).

O tamanho, a forma e o arranjo das células bacterianas

Formas básicas: corpo esférico, bacilo em forma de bastão e espiral.

Os cocos normalmente são redondos, mas podem ser ovais, alongados ou achatados

em uma das extremidades.

Quando os cocos se dividem para se

reproduzir, as células podem permanecer

unidas umas às outras. Os planos em que a

célula se divide determinam o arranjo das

células.

Os bacilos são células, alongadas, cilíndricas, em forma de bastonetes. Os bacilos se

dividem ao longo do seu eixo curto; assim existe menos agrupamento de bacilos que de

cocos. A maioria dos bacilos apresenta-se isolados.

As bactérias espirais possuem uma ou mais curvaturas; elas nunca são retas. As

bactérias que parecem uma vírgula são denominadas vibriões. Outras, denominadas

espirilos, possuem forma helicoidal. Outro grupo de espirais tem forma helicoidal e flexível, e

são denominadas espiroquetas.

Estruturas externas à parede celular

Glicocálice

Glicocálice (significando revestimento de açúcar) é o termo geral usado para as substâncias

que circundam as células. O glicocálice bacteriano é um polímero viscoso e gelatinoso que

está situado externamente à parede celular e é composto de polissacarídeo, polipeptídeo ou

ambos. Na maioria dos casos, ele é produzido dentro da célula e secretado para a superfície

celular. Se a substância é organizada e está firmemente aderida à parede celular, o

glicocálice é descrito como uma cápsula. Se a substância não é organizada e está

fracamente aderida à parede celular, o glicocálice é descrito como uma camada viscosa.

Em certas espécies, as cápsulas são importantes para a contribuição da virulência

bacteriana. As cápsulas frequentemente protegem as bactérias patogênicas da fagocitose

pelas células do hospedeiro.

Um glicocálice composto de açúcares é denominado polissacarídeo extracelular (PSE). O

PSE permite a fixação da bactéria a várias superfícies em seu ambiente natural para

sobreviver.

Flagelos

São longos apêndices filamentosos que propelem as bactérias.

Um flagelo tem três partes básicas. A longa região mais externa, o filamento, tem diâmetro

constante e contém a proteína globular flagelina, distribuída em várias cadeias que se

entrelaçam e formam uma hélice em torno de um centro oco. O filamento está aderido a

uma alça levemente mais larga, consistindo de uma proteína diferente. A terceira porção de

um flagelo e o corpo basal, que ancora o flagelo à parede celular e à membrana plasmática.

Filamentos axiais

Os filamentos axiais ou endoflagelos são feixes de fibrilas que se originam nas extremidades

das células, sob uma bainha externa, e fazem um espiral em torno da célula, as

espiroquetas se movem por meio desses filamentos.

Fímbrias e pili

Muitas bactérias gram-negativas contem apêndices semelhantes a pelos que são mais

curtos, mais retos e mais finos que os flagelos e que são usados para fixação em vez de

motilidade.

As fímbrias podem ocorrer nos pólos da célula bacteriana, ou podem estar

homogeneamente distribuídas em toda a superfície celular.

Os pili normalmente são mais longos que as fímbrias, e há apenas um ou dois por célula. Os

pili unem-se às células bacterianas na preparação para a transferência de DNA de uma

célula para outra. Por essa razão, algumas vezes são denominados pili sexuais.

A parede celular

A parede celular bacteriana é uma estrutura complexa, semi-rigida, responsável pela forma

celular.

A principal função da parede celular é prevenir a ruptura das células bacteriana quando a

pressão da água dentro da célula é maior que fora dela. Ela também ajuda a manter a forma

de uma bactéria e serve como ponto de ancoragem para os flagelos. À medida que o

volume de uma célula bacteriana aumenta, sua membrana plasmática e parede celular se

estendem conforme necessário.

Composição e característica

A parede celular bacteriana é composta de uma rede macromolecular denominada

peptideoglicna, que está presente isoladamente ou em combinação com outras substâncias.

A peptideoglicana consiste em um dissacarídeo repetitivo unido por polipeptídeos para

formar uma rede que circunda e protege toda a célula.

Paredes celulares de células Gram-Positivas

Na maioria das bactérias gram-positivas, a parede celular consiste de muitas camadas de

peptideoglicana, formando uma estrutura espessa e rígida. Em contraste, as paredes

celulares de gram-negativas contêm somente uma camada fina de peptideoglicana. Além

disso, as paredes celulares das bactérias gram-positivas contêm ácidos teióicos, que

consistem principalmente em um álcool e fosfato.

Essas bactérias podem ser coradas com a coloração de Gram e são consideradas gram-

positivas.

Paredes celulares de células Gram-Negativas

As paredes celulares das bactérias gram-negativas consistem de uma ou poucas camadas

de peptideoglicana e uma membrana externa. A peptideoglicana está ligada a lipoproteínas

na membrana externa e está no periplasma, um espaço cheio de fluido entre a membrana

externa e a membrana plasmática. O periplasma contém uma alta concentração de enzimas

de degradação e proteínas de transporte. As paredes celulares gram-negativas não contêm

ácidos teióicos. Como as paredes celulares das bactérias gram-negativas contêm somente

uma pequena quantidade de peptideoglicana, são mais susceptíveis ao rompimento

mecânico.

O componente LPS da membrana externa fornece duas características importantes

das bactérias gram-negativas. Primeiro, a porção polissacarídica atuam como antígenos e

são úteis para diferenciar as espécies de bactérias gram-negativas. Segundo, a porção

lipídica do lipopolissacarídeo, é referida como endotoxina, sendo tóxica quando presente na

corrente sanguínea do hospedeiro ou no trato GI, ele causa febre e choque.

Paredes celulares de e mecanismo da coloração de Gram

O mecanismo se baseia nas diferenças na estrutura da parede celular das bactérias gram-

positivas e gram-negativas, e como cada uma reage com os vários reagentes. Violeta de

genciana, o corante principal, cora ambas as células gram-positivas e gram-negatvas de

púrpura, pois o corante entra no citoplasma de ambos os tipos de células. Quando o iodo é

aplicado, forma grandes cristais com o corante que são muito grandes para escapar pela

parede celular. A aplicação de álcool desidrata a peptideoglicana das células gram-positivas

para torná0lo mais permeável ao cristal violeta-iodo. O efeito das células gram-negativas é

bem diferente: o álcool dissolve a membrana externa das células gram-negativas, deixando

também pequenos buracos na fina camada de peptideoglicana pelos quais o cristal violeta-

iodo se espalha. Como as bactérias gram-negativas ficam incolores após a lavagem com

álcool, a adição de safranina (contracorante) torna as células cor de rosa.

Paredes celulares atípicas

Entre os procariotos, certos tipos de células não possuem paredes ou têm muito pouco

material de parede. Esses incluem os membros do gênero Mycoplasma e organismos

relacionados. Os micoplasmas são as menores bactérias conhecidas que podem crescer e

se reproduzir fora de células vivas de hospedeiros. Suas membranas plasmáticas destacam-

se das bactérias por possuírem lipídeos denominados esteróis, que ajudam a protegê-las da

lise.

As arquibactérias podem não ter paredes ou ter paredes incomuns compostas de

polissacarídeos e proteínas, mas não de peptideoglicana. Essas, porém, contêm uma

substância similar à peptideoglicana, denominada pseudomureína.

Dano à parede celular

Um meio pelo qual a parede celular pode ser danificada é pela exposição à enzima digestiva

lizosima. Essa enzima ocorre naturalmente em algumas células eucarióticas, sendo um

constituinte das lágrimas, do muco e da saliva. A lizosima é particularmente ativa sobre os

principais componentes da parede celular da maioria das células gra-positivas, tornando-as

vulneráveis a lise. A lizosima catalisa a hidrólise das ligações entre os açúcares do

dissacarídeo repetitivo do “esqueleto” da peptideoglicana.

O conteúdo celular que permanece circundando pela membrana plasmática pode ficar

intacto se a lise não ocorrer; essa célula sem parede é denominada protoplasto.

Estruturas internas à parede celular

Membrana plasmática

A membrana plasmática é constituída principalmente de fosfolipídeos e proteínas,

desempenhando importante papel na permeabilidade seletiva da célula. Ela difere da

membrana plasmática das células eucarióticas por: não apresentar esteróides em sua

composição; ser sede de numerosas enzimas do metabolismo responsáveis pela síntese de

biomoléculas (lipídeos e ATP); controlar a separação dos cromossomos e a divisão celular

através dos mesossomos.

Mesossomos

Os mesossomos são invaginações da membrana plasmática. Os mesossomos estão ligados

ao material genético da célula estando envolvidos na replicação de DNA e na divisão

celular.

Estruturas Celulares Internas

Citoplasma

Citoplasma: em qualquer célula, o citoplasma tem em torno de 80% de água, ácido

nucléicos, proteínas, carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos, compostos de baixo peso

molecular e partículas com várias funções. Esse fluido denso é o sítio de muitas reações

químicas.

Ribossomos: responsáveis pela síntese protéica (tradução) estão presentes em grande

número no citoplasma das células bacterianas.

Material genético

Nucleóide: as bactérias apresentam um cromossomo circular constituído por uma única

molécula de DNA não delimitado por membrana nuclear. O cromossomo bacteriano contém

todas as informações essenciais ao crescimento bacteriano.

Plasmídeo: algumas bactérias possuem moléculas menores de DNA, também circulares,

cujos genes não codificam características essenciais, porém muitas vezes conferem

vantagens seletivas à bactéria que os possui. Essas moléculas chamadas plasmídeos são

capazes de replicação independente da cromossômica, e podem existir em número variável

no citoplasma bacteriano.

Esporos

Os esporos que se formam dentro da célula, chamados endosporos, são exclusivos das

bactérias pertencentes ao gênero Bacillus e Clostridium. Eles possuem parede celular

espessa e são altamente resistentes a agentes físicos (dessecação, aquecimento e

radiação) e químicos (desinfetantes). Os esporos surgem quando a célula bacteriana não se

encontra em um meio ideal para o seu desenvolvimento. A bactéria produtora pode crescer

e multiplicar-se por muitas gerações. Em alguma etapa do desenvolvimento, em ambiente

com condições desfavoráveis (falta de nutrientes, tensão de O2, temperatura), ocorre no

interior do citoplasma a síntese do esporo (sua formação leva por volta de 6 horas). Os

esporos têm pouca atividade metabólica, podendo permanecer latente por longos períodos,

representando uma forma de sobrevivência e não de reprodução.