CITOLOGIA

BACTERIANA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE

INSTITUTO BIOMÉDICO

DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA

BACTERIANA

Profa. Carmen Saramago

Microscópio eletrônico

CÉLULAEUCARIOTA

CÉLULAPROCARIOTA

CÉLULAPROCARIOTA

CITOLOGIA BACTERIANA

CÉLULAEUCARIOTA

ESTRUTURA PROCARIOTAS EUCARIOTAS

MEMBRANA NUCLEAR AUSENTE PRESENTE

CROMOSSOMA ÚNICO,CIRCULAR > DE 1

MITOCÔNDRIAS, RE,LISOSSOMAS, AUSENTES PRESENTES

CITOLOGIA BACTERIANA

LISOSSOMAS, AUSENTES PRESENTESAP. GOLGI

ESTERÓIS NAMEMBRANA CELULAR AUSENTES PRESENTES

RIBOSSOMAS 70 S 80 SDISPERSOS NO LIGADOS AOCITOPLASMA RER

DIVISÃO CELULAR DIVISÃO BINÁRIA MITOSE

ESTRUTURAS ESSENCIAIS

CITOLOGIA BACTERIANA

ESTRUTURAS ESSENCIAISPAREDE CELULAR

MEMBRANA CELULARMESOSSOMASRIBOSSOMAS

CROMOSSOMA

ESTRUTURAS ACESSÓRIASCÁPSULA

CAMADA LIMOSAFLAGELO

PILI ou FÍMBRIAESPOROS

GRANULOS DE RESERVAPLASMÍDIOS

Parte 1 : ESTRUTURAS ESSENCIAIS

� PAREDE CELULAR ���� Estrutura rígida que reveste a célula, com espessura entre 10 – 25 nm, sendo indispensável à sua sobrevivência e reprodução.

Funções :- dar forma à célula- proteção osmótica

CITOLOGIA BACTERIANA

- proteção osmótica- permeabilidade não seletiva

Composição Química :

Componente Básico - Peptideoglicana, Mucopeptídeo ou Mureína

Polímero rígido, formado de :

• Cadeias paralelas de N-Acetilglicosamina (NAG) e Ácido N-Acetilmurâmico (NAM)

� PAREDE CELULAR

Ácido N-Acetilmurâmico (NAM) alternados, ligados por ligação β 1-4

• Cadeias laterais de tetrapeptídeos,

ligadas ao NAM

• Pontes de pentaglicina (Gly5) fazendo a ligação inter-cadeias (bactérias Gram +) ou ligação peptídica cruzada (Gram -)

Bactérias Gram Positivas

Bactérias Gram Negativas

Bactérias Gram Negativas

Componentes Especiais : Bactérias Gram Positivas :

• 60% Peptideoglicana

• Ácidos Teicoico e Lipoteicoico

• Proteínas e Polissacarídeos

Polímeros do glicerol ou do ribitol

Bactérias Gram Negativas:

• 10% Peptídeoglicana

• Membrana Externa :

Lipoproteína – ligação com o PeptídeoglicanaLipoproteína – ligação com o Peptídeoglicana

Fosfolipídeo – camada mais interna

Lipopolissacarídeo (LPS) – camada mais externa composta por :

Lipídeo A � EndotoxinaCore � polissacarídeoAntígeno O � polissacarídeo filamentoso (Ag O)

Proteínas : Porinas – formam canais de comunicação com o meio externo

Receptores – fazem a ligação com a célula do hospedeiro

Parede Celular de Bactérias Gram Positivas

Parede Celular de Bactérias Gram Negativas

Parede Celular de Bactérias Gram Negativas

Enzimas que quebram a parede celular :

• Autolisinas – são glicosidades, amilases, peptidases produzidas pelasbactérias e que participam da divisão celular

• Lisozima – presente na lágrima, saliva, colostro, secreção nasal e outrassecreções. Quebra ligação β 1-4 entre NAG e NAM

� MEMBRANA CELULAR ���� Formada por duas camadas de fosfolipídeos, com proteínas inseridas. Diferencia-se da dos seres Eucariotas por não conter esteróis, sendo uma estrutura fluida, que permite a mobilidade de proteínas (permeases, enzimas respiratórias, enzimas hidrolíticas, etc.).

Funções :• permeabilidade seletiva• reações de obtenção de energia• produção de enzimas celulares

� MESOSSOMAS ���� São invaginações da membrana celular,formando estruturas tubulares que podem ser : septais ou laterais.

Funções :

• formação do septo na divisão celular• separação dos cromossomas após sua replicação• síntese e secreção de substâncias• respiração celular

SEPTAL

• respiração celular

LATERAL

� RIBOSSOMAS ���� Compostos por RNA ribossomal (RNAr), existem emgrande número na célula bacteriana. São formados de uma subunidade 30S euma 50S e apresentam Coeficiente de Sedimentação 70S .

Função : síntese de proteínasFunção : síntese de proteínas

� MATERIAL GENÉTICO ���� Cromossoma formado por fita de DNAdupla hélice, enovelado, disperso no citoplasma.

Função :• armazenar as informações genéticas essenciais da célula

CITOLOGIA BACTERIANA

ESTRUTURAS ACESSÓRIASCÁPSULA

CAMADA LIMOSAFLAGELO

PILI ou FÍMBRIAESPOROS

GRANULOS DE RESERVAPLASMÍDIOS

Parte 2 : ESTRUTURAS ACESSÓRIAS

Composição química : Geralmente polissacarídica, podendo mais raramente ser proteica.

Possibilita a diferenciação de sorotipos.

� CÁPSULA ���� Envoltório mais externo do que a PC, presente em algumas bactérias.

Funções :

• Dificultar a fagocitose, facilitando ainvasão do tecido

• É um antígeno (Ag K)

Exemplos de bactérias capsuladas:

Streptococcus pneumoniae

Neisseria meningitis

Neisseria gonorhoeaeNeisseria gonorhoeae

Klebsiella pneumoniae

Haemophilus influenzae

� CAMADA LIMOSA ���� Substâncias poliméricas extracelulares (SPE) ( predominantemente polissacarídeos ) frouxamente ligadas à Parede Celular , também chamadas Glicocálice ou “Slime” . Formam estrutura amorfa que pode evoluir para uma matriz altamente organizada, composta por camadas sobrepostas de bactérias, chamada BIOFILME .

Exemplos de bactérias produtoras de biofilme:

Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus

Staphylococcus epidermidis

Streptococcus mutans

Pseudomonas aeruginosa

BIOFILME

Funções :

• Aderência inespecífica ( superfícies inertes ), facilitando a colonização• Comunicação entre as células bacterianas ( quorum sensing )• Reserva nutritiva• Proteção contra dessecação• Proteção contra resposta imune do hospedeiro• Proteção contra agentes antimicrobianos

BIOFILME

BIOFILMES EM DOENÇAS INFECCIOSAS

� Placa dental� Endocardite� Fibrose Cística� Cateter urinário

BIOFILME ���� Comunidade bacteriana aderida a uma superfície

BIOFILMES AMBIENTAIS

� Grandes reservatórios de água� Nódulos na raiz de leguminosas� Tanques de tratamento de esgoto� Caixas de lentes de contato

� Cateter urinário� Implantes

� FLAGELOS ���� São filamentos delgados e longos que existem na superfície de algumas bactérias. Dependendo do seu número e localização podem ser : monotríquios, lofotríquios, anfitríquios ou peritríquios.

Composição química : Proteína (flagelina)

Função : Motilidade ( taxia )É um antígeno (Ag H)É um antígeno (Ag H)

monotríquio

anfitríquio lofotríquio

peritríquio

Exemplos de bactérias com flagelo:

Escherichia coli

Salmomella typhi

Proteus mirabilis

Clostridium tetani

Pode ser de 2 tipos : SOMÁTICA ou SEXUAL (Pili F)

Funções :

• Aderência específica a células do hospedeiro (pili somática)

� PILI ou FÍMBRIA ���� São filamentos mais finos e mais curtos do que os flagelos, não móveis, localizados na superfície de algumas bactérias

Composição química : Proteína (Pilina)

• Aderência específica a células do hospedeiro (pili somática)• Conjugação entre bactérias Gram negativas (pili sexual)

Exemplos de bactérias com pili somática:

Escherichia coli

Neisseria gonorrhoeae

Neisseria meningitidis

Haemophilus influenzae

� ESPORO ���� Estrutura formada por alguns bastonetes Gram positivos (Ex: Clostridium, Bacillus) quando expostos a condições adversas.

São formas desidratadas, impermeáveis e sem atividade metabólica.

Função :

• Permitir a sobrevivência da célula bacteriana em condições ambientais adversas tais como temperaturas extremas, dessecação, radiações, presença de O2 , pH tais como temperaturas extremas, dessecação, radiações, presença de O2 , pH extremos, alta osmolaridade, etc.

Composição do esporo:

• Cromossoma bacteriano• Proteínas essenciais (concentrações mínimas)• Ribossomas• Dipicolinato de cálcio• Envoltórios : Membrana interna

Córtex (duas camadas de peptideoglicano)Membrana externaCapa de proteína (tipo queratina)

Esporulação (6 a 8 horas)

Germinação ( 90 minutos)Germinação ( 90 minutos)

BACTÉRIAS ESPORULADAS

Clostridium tetani - TÉTANO

Clostridium perfringens - GANGRENA GASOSAINFECÇÃO INTESTINAL

Clostridium � Bastonetes Gram positivos anaeróbios presentes no intestinode animais e do homem e no solo sob a forma de esporos.

INFECÇÃO INTESTINAL

Clostridium botulinum - BOTULISMO

Bacillus anthracis - PNEUMONIA

Bacillus � Bastonetes Gram positivos aeróbios, presentes no ar.

ESPORULAÇÃO

Aumento da viabilidade da bactériaou seja,

maior resistência a condições ambientais adversas

CONSEQUÊNCIAS PARA O HOMEM :

� Maior transmissibilidade de doenças. Ex: Tétano, gangrena gasosa

CONSEQUÊNCIAS PARA O HOMEM :

� Preparo de materiais estéreis

CONSEQUÊNCIAS PARA O HOMEM :

� Preparo de alimentos em conservas e enlatados. Ex: Botulismo

� PLASMÍDIOS ���� Material genético extra-cromossomial, de replicação autônoma. Podem existir diferentes plasmídios, ou mesmo várias cópias do mesmo plasmídio em uma bactéria. Podem ser transferidos de uma bactéria para outra, principalmente por conjugação.

Composição química : DNA

Função :• codificar características ADICIONAIS da célula bacteriana tais como: produção de pili F (plasmídio F), resistência a antimicrobianos (plasmídio F), resistência a antimicrobianos (plasmídios R), toxinas, etc.

� GRANULOS DE RESERVA ���� Granulações intra-citoplasmáticas que contêm material nutricional, estocado sob a forma de grânulos dispersos no citoplasma. Podem ser constituídos de glicogênio, amido ou fosfato.

Funções :

• Reserva nutricional • Reserva energética

Fim