BENEFÍCIOS E PATOGENIDADE Prof. Regis Romero BACTÉRIAS EXISTÊNCIA ESTRUTURA CLASSIFICAÇÃO REPRODUÇÃO BENEFÍCIOS E PATOGENIDADE

CARACTERISTICAS Bactérias são procariontes Procariontes: organismos unicelulares e microscópicos que não possuem núcleo organizado O tamanho das bactérias geralmente varia de 0,5 a 5 μm Só podem ser vistas com microscópio Sem microscópio é possível ver as colônias A maior bactéria conhecida foi descoberto em 1999 e se chama Pérola de Enxofre de Namibia (Thiomargarita Namibiensis). Ela pode ser vista com olho nu devido a um diâmetro até 0,75mm.

EXISTÊNCIA Bactérias existem há mais do que 3,5 bilhões anos. Graça às estruturas simples, bactérias podem sobreviver em todos ambientes da terra. Podem ser encontrados por exemplo no ar, no solo, na água, vulcão, no mar profundo, nas fontes quentes, no gelo, no sal, na pele dos homens, etc. Em condições desfavoráveis algumas bactérias formam esporos, que podem sobreviver milhões de anos.

ESTRUTURA Parede celular - Envoltório extracelular rígido responsável pela forma da bactéria constituída por um complexo protéico - glicídico (proteína + carboidrato) com a função de proteger a célula contra agressões físicas do ambiente. Não possui celulose como as das células vegetais. Cápsula - Camada de consistência mucosa ou viscosa formada por polissacarídeos que reveste a parede celular em algumas bactérias. É encontrada principalmente nas bactérias patogênicas, protegendo-as contra a fagocitose. Membrana plasmática - Mesma estrutura e função das células eucariontes. Citoplasma - Formado pelo hialoplasma e pelos ribossomos. Ausência de organelas membranosas. Mesossomo – invaginação da membrana plasmática, importante durante a duplicação e divisão bacteriana. Nucleóide - Região onde se concentra o cromossomo bacteriano, constituído por uma molécula circular de DNA. É o equivalente bacteriano dos núcleos de células eucariontes. Não possui carioteca ou envoltório nuclear. Além do DNA presente no nucleóide, a célula bacteriana pode ainda conter moléculas adicionais de DNA, chamadas plasmídios ou epissomas. Plasmídios – também possuem material genético Flagelos - Apêndices filiformes usados na locomoção. Fímbrias - Apêndices filamentares, de natureza protéica, mais finos e curtos que os flagelos. Nas bactérias que sofrem conjugação, as fímbrias funcionam como pontes citoplasmáticas permitindo a passagem do material genético.

CLASSIFICAÇÃO Morfologia Corante de Gram Respiração e Nutrição

MORFOLOGIA Esféricas Cocos Forma de bastão Bacilos Forma espiral Espiroquetas ou Espirilos Forma de virgula Vibrião   Cocos e Bacilos podem unir-se => colônias cadeias (“estrepto-“) grupos (“estafilo-“) pares (“diplo-“) Por exemplo cocos em cadeias são chamados estreptococos

MORFOLOGIA As formas não são constantes, podem variar de acordo com o meio e com o tipo de associação. As mudanças de forma podem ser consideradas como: Evolução - mudança de forma devido à condições desfavoráveis, presença ou ausênciade oxigênio, pH, ou por produtos tóxicos, entre outros. Pleomorfismo - a bactéria não apresenta uma morfologia única, mesmo que se encontre em condições favoráveis à sua sobrevivência.

CORANTE DE GRAM Assim designada em memória de Christian Gram, que desenvolveu o procedimento em 1884, a coloração de Gram classifica as bactérias em Gram-positivas ou Gram-negativas e continua a ser um dos métodos mais úteis para classificar as bactérias. Neste procedimento, as bactérias são submetidas primeiro à ação de um corante violeta, seguido de fixação com iodo e depois um agente de descoloração, como o metanol. Seguidamente, são novamente coradas com safranina. As bactérias Gram-positivas fixam o primeiro corante, devido à maior espessura da parede celular, e ficam coradas de azul ou violeta, enquanto que as bactérias Gram-negativas, após a descoloração pelo metanol, são coradas pela safranina e ficam vermelhas. As bactérias que retêm a coloração violeta são designadas por Gram-positivas. As bactérias que perdem a coloração violeta depois de descoloradas, mas que adquirem um corante de contraste (ficando com um tom cor-de-rosa) são Gram-negativas. Esta distinção de manchas é um reflexo das suas diferenças no que diz respeito à composição básica das suas paredes celulares.

Bactérias Gram+ e Gram- Staphylococcus aureus Gram - Pseudomonas aeruginosa

CORANTE DE GRAM São exemplos de bactérias Gram-positivas várias espécies de: - Estreptococos; - Estafilococos; - Enterococos. São exemplos de bactérias Gram-negativas: - Vibrão Colérico; - Colibacilo; - Salmonelas.

Heterótrofos - Saprófitos - Parasitas - Simbióticos RESPIRAÇÃO E NUTRIÇÃO Aeróbicas podem crescer apenas na presença de oxigénio Anaeróbicas podem crescer apenas na ausência de oxigénio Facultativas podem crescer tanto na presença como na ausência de oxigénio Heterótrofos - Saprófitos decompõem material orgânico de animais e plantas mortas - Parasitas envenenam o organismo do hospede com os seus produtos de metabolismo - Simbióticos vivem por exemplo no intestino dos animais que comem plantas e quebram celulose  Autótrofos - Fotossintetizantes obtêm a energia na forma de luz, para a fotossíntese - Quimiossintetizantes obtêm energia pela oxidação de compostos químicos

REPRODUÇÃO Assexuada - Bipartição ou cissiparidade - Nesse processo a célula bacteriana duplica seu cromossomo e se divide ao meio, apoiado no mesossomo, originando duas novas bactérias idênticas à original. Sexuada ou Transmissão genética - Conjugação - Consiste na passagem (ou troca) de material genético entre duas bactérias através de uma ponte citoplasmática formada pelas fímbrias. Transformação - A bactéria absorve moléculas de DNA disperso no meio. Esse DNA pode ser proveniente, por exemplo, de bactérias mortas. - Transdução - As moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria a outra usando vírus como vetores.

Estrutura celular de uma cianofícea Algas Cianofíceas O Conceito As algas cianofíceas também são chamadas de algas azuis. Estão entre os seres vivos mais comuns que podem ser encontrados nas águas dos lagos, rios e oceanos.   Estrutura Celular É semelhante à das bactérias, com a presença da clorofila do tipo A, que pode ficar solta no citoplasma ou apoiada sobre membranas em camadas (lamelas). Estrutura celular de uma cianofícea

6 CO2 + 6 H20 + energia da luz → C6H12O6 + 6 O2 Nutrição As cianofíceas são autótrofas e fazem o processo da fotossíntese: 6 CO2 + 6 H20 + energia da luz → C6H12O6 + 6 O2 O resíduo da fotossíntese é o gás oxigênio (O2), cujo excedente (pois as algas azuis fazem respiração aeróbia), se mistura com a água e a atmosfera, repondo o consumo dos demais seres aeróbios e da combustão dos combustíveis. São responsáveis pela produção de quase todo Oxigênio presente na atmosfera terrestre. Reprodução A grande maioria das cianofíceas reproduz-se de forma assexuada, por bipartição ou cissiparidade. As colônias filamentosas de algas podem reproduzir-se assexuadamente por um processo chamado de hormogonia: pequenos fragmentos da colônia se separam, formando novos filamentos coloniais. Em condições desfavoráveis as cianofíceas formam os acinetos, semelhantes aos esporos das bactérias.

Importância das algas cianofíceas Cianobactéria filamentosa formando colônias. As cianofíceas podem ser encontradas na água doce, salgada ou salobra, no solo úmido, sobre a casca de árvores, rochas ou até mesmo em fontes termais com temperatura superior a 80ºC! Assim como certas bactérias, elas também possuem a capacidade de fixar o nitrogênio do ar (N2), transformando em nitratos (NO-3), fertilizando o solo e as águas dos oceanos, rios e lagos. As cianofíceas possuem uma extraordinária capacidade de adaptação aos mais diversos tipos de ambientes, por isso constituem-se excelentes colonizadores de ambientes.

BENEFÍCIO PATOGENIDADE Produção de alimentos e bebidas Degradação de lixo problemático Produção de medicamentos Digestão (Escherichia coli) Fixação do N2 na atmosfera Micróbio patogênico Estrago dos alimentos Corrosão

BENEFÍCIOS E PATOGENIDADE As bactérias possuem grande importância ecológica, elas fixam o nitrogênio da atmosfera na forma de nitratos, e as bactérias desnitrificantes que devolvem o nitrogênio dos nitratos e da amônia para a atmosfera. As bactérias são responsáveis pela decomposição ou deterioração da carne, do vinho, das verduras, do leite e de outros produtos de consumo diário. A capacidade de fermentação de certas espécies é aproveitada na produção de queijo, iogurtes, temperos e embutidos. As bactérias também são úteis para o homem, como na indústria farmacêutica que utiliza bactérias para fabricar antibióticos específicos. De outra maneira as bactérias podem causar grandes prejuízos econômicos, como é o caso do amarelinho (Xylella fastidiosa), que ataca a lavoura da laranja. Mas talvez a maior importância das bactérias seja o fato delas serem parasitas humanos, levando a infecções muito graves. A infecção é causada porque as bactérias podem produzir toxinas, que são nocivas para as células humanas. Se estas estiverem presentes em número suficiente e a pessoa a ser afectada não dispuser de uma imunização contra elas, o resultado é a doença. As bactérias podem penetrar no corpo humano, através dos pulmões, por meio da inalação de partículas expulsas pela respiração, tosse ou espirros de uma pessoa infectada.

BENEFÍCIOS E PATOGENIDADE Pode haver infecção no trato digestivo o qual pode ser infectado através da ingestão de alimentos contaminados. As bactérias podem estar presentes nos alimentos desde o local de produção das matérias primas ou transportadas até eles por moscas ou mãos contaminadas. As bactérias podem ainda invadir o hospedeiro através da pele, como por exemplo, na infecção de uma ferida. Há o gênero Clostridium que além de esporulado é aneróbio e um potente produtor de toxinas muito prejudiciais ao homem. Seus esporos podem estar presentes em alimentos e resistir a processos de descontaminação podendo causar graves intoxicações como o botulismo (agente Clostridium botulinum), em função da ação neurotóxica de suas toxinas. Geralmente estão associados a intoxicações por ingestão de palmitos contaminados e podem levar a óbito. É desse grupo também o produtor da toxina tetânica, que provoca o tétano (Clostridium tetani). O esporo contamina o ferimento profundo que ao fechar gera uma atmosfera com baixa tensão de oxigênio, levando a germinação, produção de toxina, e, finalmente a tetania. A Escherichia coli é um importante componente da nossa microbiota intestinal, no entanto, fora do intestino pode causar importantes e graves infecções, principalmente nas vias urinárias.

Algumas das bactérias mais nocivas ao homem e as doenças associadas a cada uma dela: * Tuberculose  Mycobacterium tuberculosis. (gram positiva) * Meningite  Neisseria meningitidis. (gram negativa) * Gonorréia  Neisseria gonorrheae. (gram negativa) * Cólera  Vibrio cholerae. (gram negativa) * Leptospirose  Leptospira enterrogans. (gram negativa) * Antraz  Bacillus anthracis. (gram positiva) * Botulismo  Clostridium botulinium. (gram positiva) * Peste Bubônica  Yersinia pestis. (gram positiva) * Pneumonia  Streptococcus pneumoniae. (gram positiva)  Diplococcus pneumoniae * Coqueluche  Bordetella pertussis. * Difteria ou Crupe  Corynebacterium diphteriae. (gram positiva) * Tétano  Clostridium tetani. (gram positiva) * Febre tifóide  Salmonella typhi. (gram negativa) * Sífilis  Treponema pallidum. * Hanseníase ou Lepra  Mycobacterium leprae. (gram positiva) * Gastrites  Helicobacter pylori. (gram negativa) * Febre Maculosa  Rickettsia rickettsii * Disenteria bacilar  Shigella sp. * Gastroenterites  Salmonella sp.

BENEFÍCIOS E PATOGENIDADE   90% das bactérias são benéficas e só 10% patogênicos para o homem. O homem não pode sobreviver sem bactérias, mas as bactérias sem o homem.