BACTÉRIAS

Bactérias C.G. Ehrenberg (1828) – Bacterium = gr. βακτηριον = "pequeno bastão" Louis Pasteur (1822-1895) e Robert Koch (1843-1910) - vetoras de doenças.

Bactérias Mais antigos organismos da terra (fósseis de cerca de 3,5 bilhões de anos) Isoladas ; agrupamentos Causas de doenças Forma de vida simples; altamente adaptada

Bactérias - tamanho Medidas em µm 1µm = 0,001mm Bactérias = 0,2 a 5 µm

Bactérias Reino Monera Linhagens : Bacteria (ou eubactéria) e Archea.

Avanços na bacteriologia no último século Vacinas – difteria, tétano, etc Antibióticos Prevenção doenças bacterianas: Medidas sanitárias e tratamento da água

Bactérias Procariotas : Sem organelas Sem núcleo circundado p/ membrana Sem DNA organizado como cromossoma verdadeiro

BACTÉRIAS Unicelulares; Esféricas ou bastonetes Tamanhos variados DNA, RNA, proteínas e pequenas moléculas Fixas ou móveis

BACTÉRIAS Parede celular e membrana plasmática Cápsula, flagelos e pili Reprodução = fissão binária Classificação : dados fenotípicos e genotípicos

Bactérias Bactérias aeróbias Anaeróbias obrigatórias Anaeróbias facultativas

Estrutura geral das bactérias

Estrutura geral das bactérias

Bactérias - Estrutura da célula bacteriana NUCLEÓIDE Molécula de DNA , circular, enovelada (“cromossomo”) = “nucleóide”

Bactérias - Estrutura da célula bacteriana PLASMÍDEOS Pequenas moléculas de DNA Protegem a célula contra os antibióticos

Bactérias - Estrutura da célula bacteriana HIALOPLASMA (citoplasma) Consistência de gel Contém: sais minerais RNA Aminoácidos Proteínas açúcares partículas de ribossomos amido, glicogênio, lipídeos ou fosfatos

BACTÉRIAS –estrutura da célula bacteriana Membrana citoplasmática Dupla camada fosfolipoprotéica Função: Barreira osmótica ; permeável ao sódio e aos aminoácidos

BACTÉRIAS –estrutura da célula bacteriana PAREDE CELULAR PEPTIDOGLICANO (mucopeptídio ou mureína) = elemento principal Formado por: um polímero misto de açucares hexoses (N-acetilgliocosamina e ácido N-acetilmurâmico) aminoácidos Obs.: Camada de peptidoglicano = manutenção da forma das bactérias; proteção

Bactérias

Classificação das bactérias quanto à parede celular Gram – positivas Gram – negativas COLORAÇÃO GRAM: Para detecção e identificação de bactérias

Bactérias Bactérias Gram- positivas: Cor roxa quando coradas pelo método de Gram Peptidoglicano forma parede espessa (20-80 nm) externa à membrana celular e pode conter outras macromoléculas S Staphylococcus aureus = Gram positiva Bactérias Gram negativas

Bactérias Bactérias Gram-negativas: cor rósea quando coradas pelo método de Gram Camada de peptidoglicano é fina (5-10 nm) e recoberta por membrana externa ancorada às moléculas de lipoproteínas na camada de peptidoglicano. Obs: As moléculas da camada externa são lipopolissacarídios (endotoxinas) e lipoproteínas Staphylococcus aureus = Gram positiva S Bactérias Gram negativas

Passos na coloração de Gram

Bactéria – estrutura da célula bacteriana

BACTÉRIAS –estrutura da célula bacteriana Cápsula ou camada limosa Externamente à parede celular Formadas por lipopolissacarídeos (endotoxinas) principalmente nas bactérias patogênicas (ex. Streptococcus pneumoniae) proteção contra a fagocitose; favorece aderência entre bactérias ou ao substrato

BACTÉRIAS –estrutura da célula bacteriana Endosporo (esporo) Formas dormentes de uma célula bacteriana Produzidos em situações de escassez de nutrientes As formas ativas de células bacterianas = formas vegetativas Esporo = resistente às condições adversas: altas temperaturas e solventes orgânicos O citoplasma do esporo é desidratado e contem dipicolinato de cálcio (ácido dipicolínico Ex: gêneros Bacillus e Clostridium. 

BACTÉRIAS –estrutura da célula bacteriana Esporos de Bacillus cereus. Esporos (verdes); células vegetativas (vermelhas) esporos

Bactérias Morfologia das bactérias 1. Cocos (esféricos): formam agrupamentos (estafilococos, em forma de cacho de uvas; estreptococos, em cadeia linear; sarcinas, em grupos compactos de oito; os diplococos (grupos de dois); Ex. Staphylococcus aureus ou Streptococcus 2. Bastonetes (bacilos) ligeiramente alongados, com extremidades hemisféricas; Com ou sem flagelos; Ex. Bacillus e Clostridium a: cocos; b: bacilos; c: espiroquetas; d: vibriões

Bactérias Morfologia das bactérias Vibriões: encurvados, em forma de arco ou de vírgula; flagelo numa das extremidades Ex. Vibrio cholerae . Espirilos (helicoidais) são alongadas e helicoidais; Pode ter vários flagelos Ex Treponema pallidum,. a: cocos; b: bacilos; c: espiroquetas; d: vibriões

Bactérias – estruturas da superfície Flagelos e fímbrias (pili) FLAGELOS Bactérias Gram-negativas e Gram- positivas Filamentos longos helicoidais Função: locomoção Únicos (monotríquias) ou múltiplos (peritríquias) Constituição: flagelinas (moléculas proteícas fortemente antigênicos) E. Coli – presença de flagelos e pilis (fig. A); pili sexual na fig B

Bactérias – estruturas da superfície PILI = pelo (fímbrias = franjas) Principalmente em Gram –negativas Mais rígidos e curtos que flagelos Função: aderência à outras bactérias ou à células do hospedeiro Pili sexual: necessário para transferência de material sexual Compostos por adesinas Tem papel importante na colonização bacteriana de superfícies epiteliais; Obs: algumas bactérias têm flagelos e fímbrias E. Coli – presença de flagelos e pilis (fig. A); pili sexual na fig B

Disposição dos flagelos bacterianos

Bactérias – nutrição, crescimento e metabolismo energético Nutrem-se apenas de material em solução - devido à presença da parede celular rígida Incorporam pequenas moléculas como, aminoácidos, oligossacarídeos e pequenos peptídeos

Bactérias – nutrição, crescimento e metabolismo energético Podem ser: Autótrofas: capazes de sintetizar seu próprio alimento A) fotossintetizantes : realizam fotossíntese utilizando a energia luminosa B) quimiossintetizantes : aquelas que utilizam a energia liberada em reações de oxi-redução, para produzir seu alimento. Heterótrofas: quando se alimentam de uma fonte externa Se alimentam de matéria orgânica morta (saprófitos) ou de animais e plantas (patogênicas)

Bactérias – nutrição, crescimento e metabolismo energético Bactérias necessitam de condições físico- químicas favoráveis ao seu crescimento e reprodução: Temperatura pH pressão osmótica concentrações de substrato dióxido de carbono oxigênio

Bactérias – nutrição, crescimento e metabolismo energético QUANTO AO REQUERIMENTO DE OXIGÊNIO Bactérias aeróbicas obrigatórias: não realizam fermentação. Bactérias anaeróbicas obrigatórias : não efetuam a fosforilação oxidativa; são mortas pelo oxigênio. Bactérias anaeróbicas aerotolerantes: podem sobreviver na presença de oxigênio Bactérias anaeróbicas facultativas: podem realizar tanto fermentação quanto respiração.

Bactérias – nutrição, crescimento e metabolismo energético QUANTO AO REQUERIMENTO NUTRICIONAL Inclui : fontes de carbono orgânico nitrogênio fósforo enxofre íons metálicos, incluindo ferro

Bactérias – nutrição, crescimento e metabolismo energético Temperatura mesófilas – crescem melhor em temperaturas medianas psicrófilas – crescem melhor em temperaturas baixas termófilas – bom crescimento em temperaturas altas

Bactérias – nutrição, crescimento e metabolismo energético PH Neutro - maioria das bactérias Podem crescer em pH muito alto ou muito baixo

Bactérias – nutrição, crescimento e metabolismo energético Taxa de divisão das bactérias depende da disponibilidade de nutrientes do ambiente Ambientes ricos em nutrientes uma única Escherichia coli pode formar células filhas em 20 a 30 minutos; já o Mycobacterium tuberculosis pode crescer mais lentamente dividindo-se a cada 24 horas.

Bactérias – reprodução Divisão rápida: dividem-se a cada 20 minutos, dando origem a 5 bilhões de células

Bactérias - reprodução Assexuada = bipartição ou cissiparidade Forma mais comum Há duplicação do DNA bacteriano e divisão em duas células Separação dos cromossomos influenciada pela participação dos mesossomos, pregas internas da membrana plasmática

Esporulação Algumas espécies de bactérias originam, sob certas condições ambientais, estruturas resistentes denominadas esporos. A célula que origina o esporo se desidrata, forma uma parede grossa e sua atividade metabólica torna-se muito reduzida. Certos esporos são capazes de se manter em estado de dormência por dezenas de anos. Ao encontrar um ambiente adequado, o esporo se reidrata e origina uma bactéria ativa, que passa a se reproduzir por divisão binária.

Os esporos são muito resistentes ao calor e, em geral, não morrem quando expostos à água em ebulição. Por isso os laboratórios, que necessitam trabalhar em condições de absoluta assepsia, costumam usar um processo especial, denominado autoclavagem, para esterilizar líquidos e utensílios. O aparelho onde é feita a esterilização, a autoclave, utiliza vapor de água a temperaturas da ordem de 120ºC, sob uma pressão que é o dobro da atmosférica. Após 1 hora nessas condições, mesmo os esporos mais resistentes morrem. A indústria de enlatados toma medidas rigorosas na esterilização dos alimentos para eliminar os esporos da bactéria Clostridium botulinum. Essa bactéria produz o botulismo, infecção frequentemente fatal.  

Bactérias – reprodução sexuada Para as bactérias considera-se reprodução sexuada qualquer processo de transferência de fragmentos de DNA de uma célula para outra. Depois de transferido, o DNA da bactéria doadora se recombina com o da receptora, produzindo cromossomos com novas misturas de genes. Esses cromossomos recombinados serão transmitidos às células-filhas quando a bactéria se dividir. A transferência de DNA de uma bactéria para outra pode ocorrer de três maneiras: por transformação, transdução e por conjugação.

Bactérias - Reprodução SEXUADA = transformação, conjugação e transdução 1. Transformação Bactéria absorve moléculas de DNA dispersas no meio que são incorporados à cromatina. DNA proveniente de bactérias mortas. Técnica de Engenharia Genética, para introduzir genes de diferentes espécies em células bacterianas.

Bactérias - reprodução 2. Conjugação Fragmentos de DNA passam diretamente de uma bactéria doadora, o "macho", para uma receptora, a "fêmea". Transferência do DNA através do pili sexual Fragmento de DNA transferido se recombina com o cromossomo da bactéria "fêmea", produzindo novas misturas genéticas, que serão transmitidas às células-filhas na próxima divisão celular  

Bactérias – reprodução 3. Transdução Moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria a outra usando vírus como vetores (bactériófagos). O vírus ao se montar dentro das bactérias, podem eventualmente, incluir pedaços de DNA da bactéria que lhes serviu de hospedeira. Ao infectar outra bactéria, o vírus que leva o DNA bacteriano o transfere junto com o seu. Se a bactéria sobrevive à infecção viral, pode passar a incluir os genes de outra bactéria em seu genoma.

Referências bibliográficas http://pathmicro.med.sc.edu/Portuguese/ch apter_2_bp.htm http://antonini.med.br/blog/?p=1381 www.ufpel.tche.br/faem/dfs/quiz/TesteGra m.htm