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Ultraestrutura da célula procariótica

Profa. Patricia Dalzoto

DPAT - UFPR

https://www.dreamstime.com/stock-illustration-bacteria-cell-anatomy-

medical-illustration-image83999582

Glicocálice

• Camada limosa (Slime layers)

• Cápsula• Polissacarídeos

• Proteínas

Biofilmes

https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjS_5OyyNPSAhUEkZAKHRF2AnAQjRwIBw&url=http%3A%2F%2Fpatologiaemac

ao.blogspot.com%2F2010%2F05%2Fbiofilmes.html&psig=AFQjCNFsXhgT7U5DsklWdvlm7VORq1ti1Q&ust=1489497399159075

https://i2.wp.com/www.euquerobiologia.com.br/site/wp-content/uploads/2015/12/Biofilmes-bacterianos-caracter%C3%ADsticas-e-

import%C3%A2ncia-2.jpg?fit=811%2C326

Flagelos

Flagelos

Flagelos

Fímprias e pili

Fímbrias

• Adesão

• Salmonella

• Neisseria gonorrhoeae

• Bordetella pertusis

Fímbrias

Pili

• Mais longos que as fímbrias

• Menos numerosos

• Ponte citoplasmática - conjugação

• Adesão de patógenos específicos• Neisseria

• Streptococcus pyogenes

Parede celular

Peptideoglicano

Peptideoglicano

Gram-positiva

Gram-positiva

Gram-positiva

90% peptideoglicano

Ácidos teicóicosPolímeros de glicerol ou ribitol

Ácidos lipoteicóicos

Estabilidade e passagem de íons pela parede.

Bactérias gram-positivas importantes

Staphylococcus spp.

Staphylococcus aureus

• Pele e nasofaringe

• Fatores de virulência – exotoxinas – hemolisinas, leucocidinas, enterotoxina, toxina esfoliativa, toxina do choque tóxico

• Fatores de virulência – enzimas – coagulase, hialuronidase, lipases

Streptococcus spp.

Streptococcus pyogenes

• Pele, faringe

• Enzimas – estreptoquinase, hialuronidase, DNAse

• Toxinas – estreptolisinas, toxina piogênica, superantigenos

Streptococcus pneumoniae

Exotoxinas

Modificam, por ação enzimática, ou destroem certas estruturascelulares.

Efeitos agudos graves.

Exemplos: botulismo, tétano, antrax, cólera e difteria.

Se o hospedeiro sobreviver à infecção aguda, anticorposneutralizadores (anti-toxinas) são frequentemente liberados eneutralizam o efeito da exotoxina.

Clostridium botulinum

CAVALLINI JAMES / BSIP / SCIENCE PHOTO LIBRARY

Botulismo

https://static.todamateria.com.br/upload/58/6d/586d2f67e89e0-botulismo.jpg

http://www.austingraces.com/files/8114/2141/6117/Botox.jpg

Clostridium tetani

CAVALLINI JAMES / BSIP / SCIENCE PHOTO LIBRARY

Tétano

• Opistótono tetanis

http://www.vacinas.org.br/novo/imagens/ttfig_21.jpeg

http://www.medicinapratica.com.br/wp-content/uploads/2011/07/images4.jpeg

Gram-negativa

Gram-negativa

• Peptiodeoglicano

• Espaço periplasmático – enzimas e proteínas de transporte

• Membrana externa – carregada negativamente; evasão sistema imune do hospedeiro; propriedades patogênicas; barreira seletiva• LPS

• Lipoproteínas

• Porinas

Lipopolissacarídeo - LPS

Endotoxinas

•São liberadas em pequenas quantidades pelas bactérias gram-negativas ou quando as bactérias são destruídas pelo sistema imune do hospedeiro.

•Incitadores de inflamação não específicos.

•Ativam células do sistema imune.

•Diminuem as moléculas que atuam na coagulação sanguínea.

•Aumentam permeabilidade dos tecidos – edema, vasodilatação e hipotensão.

•Choque séptico: colapso circulatório por hipotensão, coagulação intravascular disseminada e febre.

Enterobactérias

Coloração de GramHans Christian Gram - 1884

Gram-positivas

Violeta de

Genciana

LugolFucsina

de Gram

Álcool

95%

https://kasvi.com.br/bacteria-gram-positiva-gram-negativa/

Exemplos de bactérias gram-positivas

• Bacillus, Nocardia, Clostridium, Propionibacterium, Actinomyces, Enterococcus, Cornyebacterium, Listria, Lactobacillus, Gardnerella, Mycoplasma, Staphylococcus, Streptomyces, Streptococcus.

Gram-negativas

Violeta de

Genciana

LugolÁlcool

95% Fucsina

de Gram

https://kasvi.com.br/bacteria-gram-positiva-gram-negativa/

Exemplos de bactérias gram-negativas

• Escherichia, Helicobcater, Hemophilus, Neisseria, Klebsiella, Enterobacter, Chlamydia, Pseudomonas, Salmonella, Shigella.

http://pathmicro.med.sc.edu/fox/gram-st.jpg

Coloração de Gram

Micobactérias

Mycobacterium leprae

Molicutes (micoplasma)

• 0,2 uM

• Ausência de parede celular

• Metabolismo reduzido

• Patógenos oportunistas

• Pneumonia

Chlamydia

• Parasitas intracelulares obrigatórios

• DST

• Chlamydia trachomatis

• Membrana externa semelhante às gram-negativas

• Parede celular com PG

Ricketsia

• 0,1 a 0,3 uM

• Parasitas intracelulares obrigatórios

• Febre maculosa (carrapato)

• Tifo

• Não se coram pelo Gram

Archaea

• Parede celular de pseudo mureína.• Sem LAM – ácido N-acetil murâmico.

Membrana celular

Funções da membrana

Mesossomos?

http://community.fansshare.com/pic15/w/hopanoids/1200/9513_mesosome.jpg

Mesossomo

• Estrutura membranosa

• Dogma – artefato de preparação para microscopia

• Causados por danos sofridos pela célula?

• Produção endógena de peróxido de hidrogênio (2014)

Cromossomo bacteriano

Plasmídeos

Ribossomos

Inclusões

Endosporos

Endosporos

• Bacillus

• Clostridium

Endosporos

Exosporo

• Camada mais externa.

• Membrana lipoprotéica com poucos carboidratos.

Capa do Endosporo

• Uma série de camadas de diferentes morfologias, que protegem o endósporo contra substâncias tóxicas e choques mecânicos.

• Contém aproximadamente 20 proteínas diferentes.

• Proteínas tipo queratina, com muitas ligações dissulfato.

Cortex do endosporo

• O córtex envolve o cerne do esporo.

• Composto de peptideoglicano, com estrutura diferente da parede da célula vegetativa.

• É importante para manter a desidratação do cerne do esporo, o que aumenta sua resistência ao calor.

Parede do cerne do endosporo

• Parede com composição diferente do córtex, similar à parede da célula vegetativa.

• No ínicio da germinação do esporo, a primeira camada degradada é o córtex.

• A parede do cerne não é degradada e permite a formação de novas moléculas que estarão na célula vegetativa.

• Ácidos teitóicos não estão presentes no endosporo.

Cerne do esporo

• Contém o nucleóide, citoplasma e membrana celular.

• Contém concentrações mínimas de proteínas essenciais e ribossomos.

• Conteúdo de água é 1/3 da célula vegetativa.

• Alta concentração de ácido dipicolínico e cálcio, que formam o dipicolinato de cálcio, responsável pela manutenção da desidratação e resistência ao calor.

• pH do endósporo – 6,5

• pH da célula vegetativa – 7,5

Endosporos

Ácido dipicolínico + Cálcio

• Ausente na célula vegetativa

• Endosporo• 10% de ácido dipicolínico e cálcio

• Dipicolinato de cálcio• Liga-se a água livre, desidratando o endósporo

• Intercala-se ao DNA, estabilizando a molécula contra a desnaturação pelo calor

Cerne do endosporo

• Nucleóide altamente condensado e ligado às proteínas SASP – Small acid soluble protein (pequenas proteínas ácidas).

• SASPs (Small acid soluble proteins) – protegem o DNA de danos pela radiação UV, desidratação e calor seco.

Esporulação

• Mais de 200 genes envolvidos na esporulação.

• Genes ativados por diferentes condições ambientais.

• A esporulação é um processo altamente controlado, com mecanismos de “checkpoint” para garantir que a esporulação inicie apenas em condições em que a célula seja capaz de duplicar fielmente seu cromossomo.

Esporulação

• Inicia a partir de sinais químicos, falta de nutrientes, alta densidade de células e ausência de danos no DNA.

Endosporos

Endosporos

Citoesqueleto

Em eucariotos é composto por três tipos principais de filamentos e cada um possui características únicas que os diferenciam uns dos outros.

Citoesqueleto bacteriano

• Moléculas homólogas às dos eucariotos.

• Funções diferentes.

Tubulinas Bacterianas

FTz - tubulina

TubZ

• Fixação de plasmídeo na célula

Actinas Bacterianas

MreB - actina

MreB-GFP in B Subtilis

Confocal imaging

Garner et al Science 333:222

Síntese de parede celular

Crescentina

Filamentos Intermediários Bacterianos

• Na ausência de

crescentina, as

células

apresentam-se

em forma de

bastão, mas

ainda são

viáveis.