Bactérias: morfologia

Célula procariótica X célula eucariótica 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 Membrana plasmática Citoplasma Núcleo Organelas

Célula procariótica típica

Membrana plasmática Citoplasma Parede celular Mesossomo Cápsula Ribossomos Fímbrias Enzimas relacionadas com a respiração, ligadas à face interna da membrana plasmática Plasmídeos DNA associado ao mesossomo Nucleóide Flagelo

Citoplasma Consistência de gel, semelhante ao dos eucariotos, sem organelas Material genético Sais, açúcares, proteínas, RNA de transcrição gênica e ribossomos

DNA bacteriano – material genético DNA 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 único Contém todas informações necessárias para a sobrevivência Capaz 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 Fosfolipídios Lipopolissacarídeo Camada lipoprotéica externa, espessa, semelhante à membrana plasmática, com lipopolissacarídeos Proteína Camada de peptideoglicano Lipoproteínas Membrana plasmática

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 Gram Fixação do esfregaço. Coloração primária: corante básico púrpura (violeta). Lavagem do corante púrpura e aplicação do mordente (iodo). Lavagem do iodo com agente descolorante (álcool). Lavagem com água corrente. Coloração com contra-corante (safranina). Lavagem da safranina com água corrente. 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”

Flagelos Estrutura protéica bem mais simples comparada à encontrada em eucariotos Movimentação celular Rotação como uma hélice Movimento 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 arranjo Coco Bacilo (bastonete)

Estrela e Quadrada e plana Forma e arranjo Espiral Estrela e Quadrada e plana

Transferência de material genético

Transferência de material genético Conjugação bacteriana

Divisão celular Parede celular Duplicação do DNA Membrana plasmática Molécula de DNA Separação das células

Aplicações em biotecnologia