Bactérias: morfologia
Célula procariótica X célula eucariótica
Célula procariótica• Parede celular: quase sempre
contendo peptidoglicano• Membrana plasmática• Citoplasma: 80% água,
carboidratos, lipídeos, proteínas, íons orgânicos, moléculas de baixo PM. Sem citoesqueleto. Sem organelas.
• Divisão (maioria): fissão binária
Célula eucariótica
• Membrana plasmática• Citoplasma• Núcleo• Organelas
Célula procariótica típica
Fímbrias
CápsulaParede celular
Plasmídeos
DNA associadoao mesossomo
NucleóideFlagelo
Enzimas relacionadascom a respiração,ligadas à faceinterna da membranaplasmática
MesossomoCitoplasma
Ribossomos
Membrana plasmática
Citoplasma
• Consistência de gel, semelhante ao dos eucariotos, sem organelas
• Material genético
• Sais, açúcares, proteínas, RNA de transcrição gênica e ribossomos
DNA bacteriano – material genéticoDNA circular de dupla fita (foto Escherichia coli)- Cerca de 4,6 milhões de pares de
bases (~ 4300 genes)- 1 mm de comprimento
DNA não está envolvido por membrana (nucleóide no citoplasma)Cromossomo circular únicoContém todas informações necessárias para a sobrevivênciaCapaz de auto-duplicação
Plasmídeo: DNA circular pequeno (5 a 100 genes). Genes relacionados a resistência a antibióticos, tolerância a metais tóxicos, produção de toxinas e síntese de enzimas. Replicação independente. Trocas em conjugação bacteriana
Endósporos
• Estruturas de resistência desidratadas
• Encontradas principalmente em Bacillus e Clostridium
• Formadas em condições de falta de nutrientes
• Dormentes por longos períodos, até milhares de anos!
Bacillus anthracis
Endósporos
• Região central: parcialmente desidratado. Diminuição da atividade enzimática. Termo-resistência.
• Camadas externas à parede celular formadas basicamente por proteínas: proteção do DNA
Formação do endósporo
Inclusões
• Grânulos de substâncias de reserva, geralmente polissacarídeos
• Geralmente envolvidas por uma fina camada de lipídeos
• Função: reserva energética ou de constituintes estruturais
Parede celular e membrana plasmática
Membrana plasmática
Camada de peptideoglicano
LipopolissacarídeoFosfolipídios
Proteína
Lipoproteínas
Camada lipoprotéicaexterna, espessa,semelhante à membranaplasmática, comlipopolissacarídeos
Membrana plasmática• Bicamada lipídica: barreira
osmótica• Bacteria: hopanol, substituindo o
esterol dos eucariotos e sem esteróides.
• Archaea: ligação éter entre o glicerol e a cadeia lateral: confere a maior resistência à ruptura
• Algumas bactérias: dobras internas – enzimas e pigmentos envolvidos na fotossíntese
• Mesossomos: dobras internas (artefatos da microscopia eletrônica?). Controle da divisão bacteriana
Parede celular
• Estrutura complexa: peptideoglicanos, carboidratos, proteínas
• Recobre a membrana plasmática
• Funções: confere forma, fornece rigidez (prevenindo a ruptura da célula)
• Visualização apenas em ME
• Importância clínica: componentes promovem reação imunológica e são alvos de antibióticos
• Classificação taxonomônica
Peptideoglicano (mureína)
• Macromolécula complexa (heteropolissacarídeo)
• Principal componente da camada rígida da parede
• Unidades repetitivas de um dissacarídeo unidos por polipeptídeos – rede que circunda toda a célula.– Porção glicana: composta por
moléculas alternadas de N-acetilglicosamina e ácido N-acetilmurâmico.
Parede celular de Arquibactérias (Archaea)
• Não possui peptideoglicano, mas sim o pseudopeptideoglicano.
• Podem ser encontradas em ambientes com condições extremas (alta salinidade, baixo pH, altas temperaturas...).
Coloração de Gram1. Fixação do esfregaço.2. Coloração primária: corante básico púrpura (violeta).3. Lavagem do corante púrpura e aplicação do mordente
(iodo).4. Lavagem do iodo com agente descolorante (álcool).5. Lavagem com água corrente.6. Coloração com contra-corante (safranina).7. Lavagem da safranina com água corrente.8. Secagem da lâmina.
Coloração Gram
• Microbiologista dinamarquês: Hans Christian Gram
• Camada espessa: cor púrpura ou azul quando fixadas com violeta cristal (Gram +)
• Camada de lipídeos no exterior e fina camada de peptideoglicanos: cor vermelha (Gram -)
Gram +• Muitas camadas de
peptideoglicanos (até 25) – cerca de 90% da parede celular.
• Ácido teicóico (polissacarídeo ácido – carga negativa). Identificação dada a especificidade antigênica.
Gram - • Uma ou poucas camadas
de peptideoglicanos. Sem ácido teicóico.
• Membrana externa: lipopolissacarídeos, lipoproteínas e fosfolipídeos.
• Periplasma: espaço entre ME e membrana plasmática. Alta concentração de enzimas e proteínas de transporte.
Cápsula• Camada viscosa de
polissacarídeos• Função: proteção
contra desidratação• Presente em algumas
espécies• Relacionada com a
virulência da bactéria – resistência à fagocitose
Glicocálice
• Capa de carboidratos cobrindo a superfície celular (na maioria das vezes)
• Composição variável dependendo da espécie
• Aderência entre bactéria e superfícies (biofilme)
Biofilme bacteriano
• Ecossistema dinâmico• Maioria das bactérias são encontradas nesse
sistema de “organização”
FlagelosEstrutura protéica bem mais simples comparada à encontrada em eucariotos
Movimentação celular
Rotação como uma héliceMovimento ondulatório
Nomenclatura: atríquias (sem flagelo), monotríquias (1 flagelo em 1 das extremidades), anfitríquias (1 flagelo em cada extremidade), lofotríquias (tufo de flagelos em uma ou ambas as extremidades) e peritríquias (cercadas de flagelos)
Fímbrias (pilus)Microfibrilas protéicas presentes em muitas espécies de Gram negativas
Mais curtas e mais numerosas que flagelos
Função: ancoramento da bactéria (adesão -patogenicidade)
Tipo especial: fímbria (pilus) sexual, estrutura oca que liga duas células e possibilita a troca de plasmídeos durante a conjugação bacteriana
Locomoção bacteriana• Deslizamento• Quimiotaxia (estímulo químico): quimiorreceptores na
membrana afetam a movimentação de flagelos• Fototaxia (estímulo luminoso)
Rhodospirullum centenum(fototaxia)
Classificação quanto à forma
• Coco: forma esférica• Bacilo: forma de bastonete• Vibrião: forma de vírgula• Espirilo: forma de espiral ou ondulada• Espiroqueta: forma de espiral acentuada
Classificação quanto ao arranjo (grau de agregação)
• Diplococos: aos pares• Estreptococos: cadeia semelhante a um colar• Estafilococos: grupos com aspecto de cacho de uva• Sarcina: 4 ou 8 cocos simetricamente posicionados
(forma cúbica)• Diplobacilos: aos pares• Estreptobacilos: alinhados em cadeia
somente os cocos e os bacilos formam colônias
Forma e arranjoCoco Bacilo (bastonete)
Forma e arranjoEspiral Estrela e Quadrada e plana
Transferência de material genético
Transferência de material genético
Conjugação bacteriana
Divisão celular
Duplicação do DNA
Separação das células
Parede celular
Membranaplasmática
Molécula de DNA
Aplicações em biotecnologia