Morfologia e citologia bacteriana 3/25/2017 Graduação em Biotecnologia Disciplina de Biotecnologia Microbiana I Morfologia e citologia bacteriana Prof. Fabricio Rochedo Conceição fabricio.rochedo@ufpel.edu.br fabriciorc@pop.com.br 21 de setembro de 2010

MORFOLOGIA BACTERIANA Tipos morfológicos fundamentais células esféricas: cocos bastonetes retos: bacilos espirais: vibrião, espirilo e espiroqueta Diâmetro: 0,2 a 2,0 µm Comprimento: 2 a 8 µm Importante: auxilia a diferenciar as espécies bacterianas

(helicoidal/rígido) “saca-rolhas” (Vírgula) (helicoidal/rígido) “saca-rolhas” (helicoidal/flexível)

Células quadradas e planas Algumas pleomórficas Além das formas fundamentais... Células estreladas Células quadradas e planas Algumas pleomórficas - Rhizobium - Mollicutes Stella Haloarcula

Formação dos agrupamentos COCOS Formação dos agrupamentos planos de divisão celular movimentos pós-divisionais das células-filhas

Neisseria gonorrhoeae

Staphylococcus

Letra chinesa Paliçada Corynebacterium spp

Corynebacterium diphtheriae.

Bacillus cereus

CITOLOGIA BACTERIANA Estruturas externas a parede celular Estruturas internas a parede celular

Características da célula procariótica CITOLOGIA BACTERIANA Características da célula procariótica Material genético NÃO está envolvido por membrana Cromossomo circular DNA não associado a histonas Não possuem organelas Paredes celulares contêm peptideoglicano 6. Divisão por FISSÃO BINÁRIA

ESTRUTURAS EXTERNAS A PAREDE CELULAR Glicocálice Cápsula Flagelos Filamentos Axiais Fímbrias e Pili

GLICOCÁLICE X CÁPSULA GLICOCÁLICE (significa revestimento de açúcar) termo geral utilizado para substâncias que circundam a célula polímero viscoso e gelatinoso externo a parede celular estrutura desorganizada e fracamente aderida à parede celular desempenha papel na aderência funções: virulência, proteção, adesão superfícies, fonte de energia...

GLICOCÁLICE X CÁPSULA CÁPSULA estrutura organizada e firmemente aderida a parede celular composta por polissacarídeo, polipeptídeo ou ambos Bacillus anthracis Streptococcus pneumoniae Klebsiella pneumoniae Streptococcus mutans

FLAGELOS Flagelo significa chicote, são longos apêndices filamentosos que propelem as bactérias apêndices filiformes compostos de protéina (flagelina) envolvidos na locomoção antigênicos e imunogênicos (antígenos H)

Diferentes tipos de flagelos bacterianos (polar) (ambas extremidades) (polares múltiplos) (toda a superfície)

Flagelos 1 – Filamento de proteína (flagelina) 2 – Alça Constituídos por 3 regiões 1 – Filamento de proteína (flagelina) 2 – Alça 3 – Corpo Basal Antígeno H E. coli O157:H7

FILAMENTOS AXIAIS (estruturas de motilidade exclusivas de leptospiras) (feixe de fibrilas que fazem uma espiral em torno da célula)

FÍMBRIAS E PILI muitas bactérias Gram - apresentam apêndices finos (3 a 10 nm) retos e curtos pequenas e delgadas (somente visualizadas pela microscopia eletrônica) 1000 ou mais por célula São de natureza protéica (pilina) CLASSIFICAM-SE… fímbrias comuns: aderência das bactérias às células hospedeiras. pili sexuais: fixação das células doadoras e receptoras da conjugação bacteriana

- Pili sexual - Fímbrias - Flagelos

PAREDE CELULAR 1 - ESTRUTURA complexa 2 – FUNÇÕES semi-rígida circunda membrana plasmática (frágil) 2 – FUNÇÕES - responsável pela forma da célula - protege a célula das variações do meio externo (choque osmótico) - ponto de ancoragem de flagelos e fímbrias

Peptoglicano (mureína) FUNÇÃO: confere rigidez à parede Ácido N-acetil glicosamina (NAG) Ácido N-acetil murâmico (NAM) Gram positivas Espesso (várias camadas) Gram negativas Delgada

PAREDE CELULAR BACTERIANA Características Espessura – 10 a 25 nm (10 a 40 % do peso seco celular) 2 paredes celulares básicas : petideoglicano + ác. teicóico + ác. lipoproteicóico peptideoglicano + LPS (lipopolissacarídeo - Lipídio A) + fosfolipídeos + lipoproteínas + proteínas

A PAREDE CELULAR – Gram positivas Hans Christian Gram (1884) A PAREDE CELULAR – Gram positivas

A PAREDE CELULAR Gram - negativas

GRAM POSITIVAS GRAM NEGATIVAS

PAREDE CELULAR Coloração de Gram

PAREDES CELULARES ATÍPICAS Mycoplasma sp. e organismos relacionados Arquibactérias

ESTRUTURAS INTERNAS A PAREDE CELULAR Membrana Plasmática ou Citoplasmática Citoplasma Área Nuclear Plasmídeos Ribossomos Inclusões Endosporos

MEMBRANA CITOPLASMÁTICA 1- ESTRUTURA fosfolipídios proteínas (periféricas e integrais) mesossomas (invaginações) permeabilidade seletiva e transporte de solutos

Funções da membrana plasmática Permeabilidade seletiva Produção de energia - ATP Auxilia na divisão celular Transporte ativo e passivo de moléculas

CITOPLASMA COMPOSIÇÃO Principais Estruturas Citoplasma Água – 80% Constituintes Água – 80% Enzimas Carboidratos Lipídeos Íons inorgânicos Principais Estruturas Área Nuclear – DNA Plasmídeo Ribossomos Inclusões Endosporos

COMPOSIÇÃO DO CITOPLASMA 1- NUCLEÓIDE composto de DNA (molécula longa, contínua e circular) não envolto por membrana nuclear e sem histonas

COMPOSIÇÃO DO CITOPLASMA 2-PLASMÍDEOS Molécula extracromossômica - 50 a 100 genes Transferência Gênica entre bactérias Resistência a antibióticos

3 - RIBOSSOMOS síntese protéica dezenas a centenas de milhares – aspecto granular

Ribossomos proteínas + rRNA Importância da diferença entre os ribossomos de eucariotos e procariotos?

4 - INCLUSÕES depósitos de reserva células armazenam substâncias quando estas são abundantes e as utilizam quando estão escassas

ENDOSPOROS células especializadas (repouso, latência) altamente resitentes à dessecação, ao calor e agentes químicos produção de uma única célula vegetativa 1. PROCESSO DE FORMAÇÃO 1.1 Esporulação ou Esporogênese formacão de endosporos dentro de uma célula mãe 1.2 Germinação Esporo – célula vegetativa

Endosporos - esporo dentro do corpo vegetativo Bactérias que esporulam : Gram + Clostridium Bacillus Sporolactobacillus Sporosarcina Sporohalobacter Desulfatomoculum Anaerobacter Condições da formação de esporos – falta de nutrientes essenciais Endosporo: Cerne Parede Córtex Capa

Importância da esporulação nas bactérias... - Não tem caráter reprodutivo Importância do ponto de vista clínico e industrial (alimentos) - processos de aquecimento matam a célula vegetativa (70°C) - esporos resistem à fervura por horas - resistem a processos de aquecimento, congelamento, dessecação, ao uso de substâncias químicas e a radiação Clostridium (gangrena, tétano, botulismo, intoxicação alimentar) Bacillus (carbúnculo (antraz) e intoxicação alimentar)

Estruturas essenciais Parede celular Membrana citoplasmática Citoplasma Ribossomos Nucleóide

Estruturas não essenciais Cápsula/Glicocálice Flagelo Fímbrias Endosporo Plasmídeos Grânulos de reserva