BACTÉRIAS

Bactérias - microrganismos procariotas, microscópicos, unicelular e que se reproduzem principalmente por fissão binária transversa.

IMPORTÂNCIA

Controle biológico de patógenos e pragas

Bactérias fixadoras de nitrogênio

Doenças em homens, animais e plantas+ 1.600 espécies conhecidas, - ± 100 espécies causam doenças em plantas

MORFOLOGIA DA CÉLULA BACTERIANA

Forma, tamanho, e arranjo

1. FORMA: cocos (esferas), bacilos (bastões) e espirais (Fitopatogênicas- bastonetes)

As bactérias pleomórficas podem assumir várias formas

(Ex. Rhizobium).

2. TAMANHO: Bastonetes fitopatogênicos - 1 a 3 µm comprimento x 0,3 a 0,8 µm de diâmetro

Cocos

DiplococosEstreptococosTétradesSarcinasEstafilococos

A

R

R

A

N

J

O

S

Streptococcus sp.

3. ARRANJOS:

A

R

R

A

N

J

O

S

Staphylococcus sp.

Cocos

DiplococosEstreptococosTétradesSarcinasEstafilococos

Bacilos - Bacilo único

DiplobacilosEstreptobacilosCocobacilos

A

R

R

A

N

J

O

S

Streptomyces sp.

ESTRUTURAS DA CÉLULA BACTERIANA

•Funções: conter o limite osmótico interno da célulaforma da célula bacteriana

“ Diferenciar as bactérias em Gram positivas e Gram negativas”

1. PAREDE CELULAR

Célula bacteriana – Estrutura do peptideoglucano

NAM e DAP – ñ eucariotos

Forma D dos aminoácidos

Açúcares aminados β(1,4)

– Lisozina (N- acetil muramidase)

Aminoácidos

Açúcares aminados (N-acetil glucosmina e N-acetil murâmico)

• Composição: peptideoglicano (Heteropolímero composto de

açúcares aminados e aminoácidos).

Tripeptideoglicano

1.1. PAREDE CELULAR –Gram positivas

•Estrutura –90% peptídioglicano–10% ác. Teicóicos, lipoteicóicos, teicuróicos(Ribitol, glicerol, esteres fosfatados, acúçares,

D-alanina• Funções: - carga negativa da superfície celular,

. regular alargamento da parede celular durante a divisão celular (regulação da autolisina)

PAREDE CELULAR – Bactérias Gram positivas

1.2. PAREDE CELULAR – Gram negativas

•Estrutura – Camada rígida: peptídioglicano (5-10% da espessura da célula)

Função: prevenir choques osmóticos

– Camada externa: fosfolipídios, porinas, lipoproteínas, lipopolissacarídios – LPS

(95-90% da espessura da célula)

•Funções: difusão passiva de nutrientes; barreira para antibióticos, detergentes e toxinas; sítios receptores para fagos e bacteriocinas; formação e manutenção de pares na conjugação; capacidade hidrofílica a superfície celular

•Lipopolissacarídios (LPS) –Estrutura: lipídio A, polissacarídeo (cerne),

antígeno O–Função: reconhecimento do hospedeiro, toxicidade (endotoxinas- siringomicina)

PAREDE CELULAR – Bactérias Gram negativas

– Espaço periplasmático nas bactérias Gram negativas (matriz periplásmica -polipeptídeos e sacarídeos, contendo enzimas, como celulases e pectinases)

Funções: digestão extracelular, transporte de moléculas, movimento flagelar

– Arqueobactérias: podem não ter parede celular ou ter paredes incomuns compostas de polissacarídeos e proteínas, mas sem peptideoglicano.

Possuem uma substância similar denominada pseudomureína (N- acetil talosaminurônico ao invés de NAM e não possui os D-aminoácidos)

– Fitoplasmas e espiroplasmas: não possuem parede celular

– Bactérias limitadas ao xilema e floema: têm parede celular ondulada

Bactéria Gram positiva - cor violeta

Bactéria Gram negativa – cor avermelhada, rósea

Exemplo: forma bastonetes

Exemplo: forma cocos

2. ESTRUTURAS EXTERNAS À PAREDE CELULAR

2.1 FLAGELO

•Composição:-corpo basal (anéis)- gancho ou alça-filamento helicoidal

(proteína globular flagelina)

• Função: motilidade (algumas bactérias possuem flagelo)

•Características:- Mais longos que a célula (15 a 20 µm de comprimento) e com diâmetro somente de uma porção do diâmetro da célula)- Melhor visualizado através da microscopia eletrônica

Filamento

Filamento

GanchoGancho

Anel P Anel L

Anel M

Anel S Periplasma

Peptídeoglicano

Membrana

Citoplamática

Membrana Externa

• Bactéria Gram Negativa: 4 anéis, sendo 2 na membrana citoplasmática e 2 na parede celular ( 1 na camada de peptideoglicano e 1 na camada externa)

•Bactéria Gram Positiva: 2 anéis na membrana citoplasmática

• Classificação das bactérias quanto a presença de flagelos

Monotríquia Anfitríquia

Lofotríquia

Peritríquia

Atríquia – sem flagelo

•Movimento: TAXIA (quimiotaxia e fototaxia)

Receptores dentro ou logo abaixo da parede celular

2.2 FÍMBRIAS E PILI

• Composição: Proteína Pilina

• Função: Fixação (Gram negativas)

• Característica:Apêndices retos, curtos e finos

•Pólos ou toda superfície e são várias por célula.•Adesão a superfícies e a outras células.

Fímbrias

Mais longos que as fímbrias e um ou dois por célula.

Pili (pilus)

Pili comuns: aderência das bactérias às células hospedeiras. Pili sexuais: fixação das células doadoras e receptoras da

conjugação bacteriana

2.3 GLICOCÁLICE

• Funções:Fator de virulênciaResistência: antibióticos, ressecamento, produtos químicos.Adesão da célula a superfícies sólidasAbsorção seletiva de íons (nutrientes).Fonte de nutrientesToxidez a plantas e animaisAntígeno somáticoSítio receptor para fagos

Pseudomonas aeruginosagalactose, glicose e ramnose

• Composição: polissacarídeos e/ou polipeptídeos

Bacillus anthracispolímero de ácido

glutâmico

Camada mucilaginosa - pouco organizada, fracamente aderida à paredecelular

Cápsula - mais organizada e mais aderida à parede celular

• Classificação

EPS – camada extracelular polissacarídica

3.1. MEMBRANA CITOPLASMÁTICA (PLASMÁTICA)

• Funções:

Permeabilidade seletivaDigestão de nutrientes (transporte ativo e passivo de nutrientes)Produção de energia para rotação flagelarRespiração celularSegregação de material nuclear durante a divisão celular

• Composição: fosfolipídeos (20 a 30%) e proteínas (50 a 70 %)

Esteróis presentes -fitoplasmas (sem parede celular)

Messossoma

3. ESTRUTURAS INTERNAS À PAREDE CELULAR

3.2. CITOPLASMA

• Estruturas:Material genéticoRibossomosInclusõesEndosporos

• Composição: única molécula circular longa de DNA de fita dupla(cromossomo bacteriano)• Localização: próximo ao centro da célula (ligado à membranacitoplasmática)

3.2.1. MATERIAL GENÉTICO

NUCLEÓIDE

Em Escherichia coli, o DNA possui cerca de 4,7 Mb, exibindo aproximadamente 1 mm de comprimento, quando linearizado.

• Composição: 80% de água.Proteínas, carboidratos,lipídios, íons orgânicos ecompostos de baixo pesomolecular

PLASMÍDEOS

• Composição: moléculas de DNA de fita dupla, circulares (DNAextracromossômico). Contêm de 5 a 100 genes.

•Funções–Conjugação (fator F)–Toxinas–Bacteriocinas–Antibióticos–Pigmentos–Patogenicidade e virulência–Resistência a antibióticos

• Tipos: não conjugativos, conjugativos , epissomas (quando integrado ao DNAcromossômico)

•Funções: locais desíntese de proteínas(polissomos - agregados aoredor do mRNA)

• Composição:40% de proteína60% de rRNA

Tipo 70 S30S - 1 rRNA50S - 2rRNA

Localização: dispersosno citoplasma emnúmero de 5.000 a50.000 por célula

3.2.2. RIBOSSOMOS

3.2.3 CORPÚSCULOS DE INCLUSÃO

•Composição:Compostos orgânicos: glicogênio, amido e poliidroxibutirato.

Compostos inorgânicos: polifosfatos (volutina ou metacromáticos) eenxofre.

• Função: armazenameto de materiais de reserva - Metabolismo energético

A) Grânulos Metacromáticos (Volutina):Ralstonia spp.B) Grânulos de Polissacarídeos: glicogênio eamidoC) Inclusões Lipídicas: Bacillus spp.

3.2.4 ENDOSPOROS

• Função: células especializadas de repouso (resistência). Altamenteresistentes à dessecação, ao calor e agentes químicos.

Produção de uma única célula vegetativa

•Gêneros fitopatogênicos: Clostridium e Bacillus

Característica Gram Positiva Gram Negativa

Reação de Gram Cor violeta ou púrpura Cor vermelha

Camada peptideoglicana Espessa (múltiplas camadas) Fina (camada única)

Ácidos teicóicos Presente em muitas Ausentes

Espaço periplasmático Ausente Presente

Membrana externa Ausente Presente

Lipopolissacarídeo (LPS) Virtualmente nenhum Elevado

Lipídios e proteínas Baixo (bactérias álcool-ácido-resistentes sim)

Elevado na membrana externa

Estrutura flagelar 2 anéis 4 anéis

Toxinas produzidas Primariamente exotoxinas Primariamente endotoxinas

Resistência à ruptura física Alta Baixa

Ruptura da parede celular por lisozinas

Alta Baixa

Sensibilidade à penicilina e às sulfonamidas

Alta Baixa

Sensibilidade à estreptomicina, ao cloranfenicol e à tetraciclina

Baixa Alta

Inibição por corantes básicos Alta Baixa

Sensibilidade a detergentes aniônicos

Alta Baixa

Resistência ao dessecamento Alta Baixa

CARACTERÍSTICAS DIFERENCIAIS

REPRODUÇÃO DAS CÉLULAS BACTERIANAS

ASSEXUALFissão binária transversa

ou Cissiparidade

Formação de exósporos

Actinomicetos(Streptomyces spp.)

FragmentaçãoGemulaçãoASSEXUADA

TEMPO DE GERAÇÃO - célula se dividir (minutos até 24 h - 1 a 3 h)

Escherichia coli -20 minutos

Mycobacterium tuberculosis - 13 a 15 h

Pectobacterium carotovoram – 25 minutos

Xanthomonas axonopodis pv. Phaseoli – 134 min

CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS DA CÉLULA BACTERIANA

I- NUTRIÇÃO

“NUTRIENTES: Substâncias ou elementos retirados do ambientee usados para construir novos componentes

celulares ou para obter energia"

Nutrientes

Macronutrientes(C, O, N, H, S, P)

Micronutrientes(K, Mg, Na, Cl, Na, Fe, Mn, Zn, etc.)

1- MACRONUTRIENTES

1.1- CARBONO Maioria das substâncias que compõem a célula.

Compostos inorgânicos - CO2 ou carbonatosCompostos orgânicos - proteínas, carboidratos, lipídios, etc.

Ex. Pseudomonas - + de 100 compostos orgânicos diferentes

Fonte de energia e carbono para as bactériasTipo Fonte(s) de energia Fonte(s) de carbono

Fotolitótrofos(Fotoautotróficos)

Luz CO2

Fotorganótrofos (Fotoheterotrófico)

Luz Compostos orgânicos

Quimiolitótrofos (Quimioautotrófico)

Reações de oxidação-redução

CO2

Quimiorganótrofos (Quimioheterotrófico

Reações de oxidação-redução

Compostos orgânicos

1.2- OXIGÊNIOMolecular (O2) - requerido como aceptor final da cadeia de transporte de

elétrons aeróbia

Forma combinada - água, várias moléculas orgânicas e inorgânicas

1.3- HIDROGÊNIO Componente da matéria orgânica e inorgânica

Forma molecular (H2) e Forma combinada (constituintes da água e materiais orgânicos e inorgânicos)

1.4- NITROGÊNIO Síntese de aminoácidos, purinas, pirimidinas e outros compostos nitrogenados

Compostos inorgânicos - (nitratos, nitritos ou sais de amônia)Compostos orgânicos - (aminoácidos, aminoaçúcares, peptídeosNitrogênio atmosférico (N2) - Bactérias fixadoras de nitrogênio

Ex: Rhizobium, Azotobacter (habitantes do solo)Klebsiella pneumoniae e Clostridium spp. (patógenos humanos)

1.5 - ENXOFRE Biossíntese dos aminoácidos cisteína, cistina e metionina; de vitaminas e de

grupo prostéticos de várias proteínas importantes em reações de oxido-redução

As fontes naturais de enxofre incluem o íon sulfato (SO42-), sulfito de

hidrogênio (H2S) e aminoácidos que contêm enxofre na sua estrutura.

1.6 - FÓSFORO Síntese de ácidos nucléicos, fosfolipídios componentes da membrana

citoplasmática e adenosina trifosfato (ATP)

O íon fosfato (PO43-) é uma fonte importante de fósforo para a célula

Grânulos de fosfatos inorgânicos - grânulos de volutina

2- MICRONUTRIENTES (Elementos-traços)

• Ferro (Fe2+) - na respiração (co-fator enzimático do citocromo) e transportede elétrons

Sais de ferro inorgânico insolúveis - agentes queladores de ferro(Sideróforos) - solubilizar sais de ferro e transportam dentro da célula

•Sódio (Na+) - transporte de materiais através das membranas celulares (permease - açúcar melibiose em células de Escherichia coli)

• Magnésio (Mg2+) e Potássio (K+) - integridade dos ribossomos.

• Cálcio (Ca2+) - componente das paredes celulares das bactérias Gram-negativas

• Zinco (Zn+2), cobre (Cu+2), manganês (Mn+2), molibdênio (Mo+6) e cobalto (Co+2) - para ativar enzimas.

Ex: Mo+6 -- nitrogenase (N2 - NH3 - fixação de nitrogênio

3- FATORES DE CRESCIMENTOCompostos orgânicos essenciais que algumas bactérias não conseguem

sintetizar : Vitaminas, aminoácidos, purinas e pirimidinas.

Algumas espécies durante a evolução perderam a capacidade de sintetizar até 30-40 compostos essenciais

II - METABOLISMO BACTERIANO

Metabolismo

1- INTRODUÇÃO

Catabolismo e Anabolismo

Soma de todas as reações químicas dentro de um organismo vivo (reações enzimáticas)

2- CATABOLISMO (Fase degradativa)

Caracteriza as reações metabólicas que "quebram" os nutrientes para produção de energia química e compostos intermediários para a célula"

2.1- DIGESTÃO DOS NUTRIENTES

• Digestão extracelular - fora da célula - enzimas extracelulares (composiçãoquímica ideal para serem absorvidas)

• Digestão intracelular - dentro da célula - endoenzimas

2.2- TRANSPORTE DOS NUTRIENTES PARA O INTERIOR DA CÉLULA

• Difusão simples e difusão facilitada

• Transporte ativo e translocação em grupo

Difusão simples (A) e facilitada (B)

Transporte de nutrientes

Transporte ativo (A) e translocação em grupo (B)

Difusão simples

- transporte de solutos através dos fosfolipídios;- transporte sem gasto de energia (passivo) e a favor do gradiente de concentração;- substâncias comumente tranportadas: gás oxigênio, gás carbônico, ácidos graxos.

Difusão facilitada

-transporte onde uma proteína carrega um soluto através da membrana;- transporte sem gasto de energia (passivo) e a favor do gradiente de concentração;- substâncias comumente transportadas: monossacarídeos (glicose), aminoácidos.

Transporte Ativo

Bolinhas vermelhas: Íon sódio - mais abundante fora da célula;- Bolinhas azuis: Íon potássio- mais abundante dentro da célula;- Bola verde: ATP;- Bolas cinzas: ADP + P

- O bolão cinza é a bomba de sódio e potássio. Cada vez que gasta 1 ATP (conversão da bola verde em duas bolas azul/esverdeada) ela transporta 3 sódios para fora da célula e 2 potássios para dentro da célula.

2.3- PRODUÇÃO DE ENERGIA (ATP)• Fosforilação em Nível de substrato• Fosforilação Oxidativa (reações de oxido-redução)• Fotofosforilação

2.3.1- VIAS METABÓLICAS DE PRODUÇÃO DE ENERGIACatabolismo dos carboidratosCatabolismo das proteínas

Catabolismo dos lipídeos

CATABOLISMO DOS CARBOIDRATOS

Via da Glicólise

ALTERNATIVAS À GLICÓLISE• Via da Pentose Fosfato - Bacillus subtilis, Escherichia coli, etc.• Via Entner-Doudoroff - Rhizobium, Pseudomonas e Agrobacterium (não encontrada em Gram positivas)

Via da Glicólise

Ciclo de Krebs ou do

Àcido tricaborxílico

Cadeia de Transporte de Elétrons

Respiração x

Fermentação

Comparação da Respiração Aeróbia, Respiração Anaeróbia e Fermentação

CATABOLISMO DAS PROTEÍNAS E LIPÍDEOS

3- ANABOLISMO (Fase BIOSSINTÉTICA)

Caracteriza as reações metabólicas que produzem novas estruturas celulares a partir da polimerização dos compostos intermediários e da

utilização da energia provenientes do catabolismo.

• Biossíntese de Polissacarídeos

• Biossíntese de Lipídeos

• Biossíntese de Aminoácidos e Proteínas

• Biossíntese de Purinas e Pirimidinas

• Biossíntese de Carboidratos

ANABOLISMO

III CRESCIMENTO BACTERIANO

1- DIVISÃO BACTERIANA

Crescimento exponencial - Tempo de geração1 : 2: 4 : 8 : 16 : 34 : 64: ...

20 : 21 : 22 : 23 : 24 : 25: 26 : ...2número de gerações

(2,2 x 1043 células em 48h)

2- FASES DO CRESCIMENTO BACTERIANO

.Fase lag: as células estão mudando seu metabolismo para se adaptarem ao novo meio. Nesta fase as célulasrapidamente replicam DNA e RNA e induzem a síntese de novas enzimas necessárias para a divisão celular eassim um grande aumento na atividade metabólica aparece, porém não há aumento do número de células (taxade crescimento zero).

Fase logarítmica (log) ou exponencial: nesta fase a divisão celular ocorre em uma taxa de crescimento máxima econstante para as condições fornecidas pelo meio. O logaritmo do número celular aumenta linearmente com otempo. Verifica-se o pico de atividade e eficiência fisiológica.

Fase estacionária: não há aumento ou decréscimo sensíveis no número de células. Com o acúmulo de produtosmetabólicos tóxicos e/ou exaustão de nutrientes, algumas células morem enquanto outras crescem e se dividem.O número de células viáveis diminui, porém a taxa de crescimento zero.

Fase de declínio ou morte: o acúmulo adicional de produtos metabólicos inibitórios e depleção dos nutrientesessenciais provocam a morte celular. A taxa de morte é acelerada e o número de células viáveis diminui deforma exponencial, obtendo-se uma taxa de crescimento negativa.

Curva de crescimento de Pseudomonas syringae pv. garcae em tecidos de folha de cafeeiro, artificialmente inoculados (adaptado de Oliveira et al., 1991)

Quorum sensing

Quorum sensing... ou auto-indução... ou sensoriamento populacional...

Processo de comunicação célula-célula no qualgenes bacterianos são expressos de acordo com adensidade populacional, após uma concentraçãocrítica de moléculas auto-indutoras ter sidoatingida (Fuqua et al,1994).

Gram negativas: N – acil homoserinas lactonasGram positivas: peptídeos modificados pós tradução; Peptídeos não modificados; g - butirolactonas (semelhantes a AHLs)

Formaçãode biofilmes

ConjugaçãoMetabólitossecundários

Motilidade

Nodulação

Virulência

Quorum

sensing

Alguns processos regulados por Quorum sensing

Quorum sensing x biofilmes

Biofilmes - associações de microrganismos e de seus produtos extracelulares, que se encontram aderidos a superfícies bióticas ou abióticas.

Biofilmes – proteção contra antimicrobianos, radiações UV, alterações de pH, choques osmóticos e dessecação,...

3- FATORES QUE AFETAM O CRESCIMENTO BACTERIANO

3.1- TEMPERATURA

Classificação das bactérias quanto a variação de temperatura ideal:

Bactérias encontradas em alimentos rerigerados, nas profundezas dos oceanos e certos locais da região Ártica

- Psicrófilas: mínima - 0°C ou menosótima 15 - 20°Cmáxima em 30°C.

Maioria das bactérias que degradam alimentos, patogênicas e habitantes do solo

- Mesófilas: ótima - 25-40°Cmínima - 15-20°Cmáxima - 43°C

Compostos orgânicos, mistura de fertilizantes e nascentes quentes.

- Termófilas: ótima - 50 e 60°Cmínima - 25-45°Cmáxima 85°C

HipertermófilasÁreas vulcânicas, profundezas

oceânicas em regiões hidrotermais

Metabolismo x enzimas x temperatura

Bactéria Temperatura (oc)

Mínima Ótima Máxima

Pseudomonas fluorescens 4 25-30 40

Pseudomonas syringae pv. glycinae 2 24-26 35

Bactérias fitopatogênicas são tipicamente Mesófilas – ótima de 25 a 28oc

3.2- OXIGÊNIO

- Aeróbias: requerem oxigênio para o crescimento e produção de energia. Podem crescer a uma atmosfera padrão de 21% de oxigênio.

Ex.: Bactérias do gênero Pseudomonas, Ralstonia, Xanthomonas, etc. (maioria das bactérias fitopatogênicas)

- Anaeróbias: podem ser mortas pelo oxigênio, não podem crescer na presença do ar e não utilizam oxigênio para as reações de produção de energia.

- Facultativas: crescem na presença de ar atmosférico e podem também crescer em anaerobiose. Elas não requerem oxigênio para o crescimento, embora possam utilizá-lo para a produção de energia em reações químicas. Sob condições anaeróbias obtém energia por um processo metabólico chamado fermentação.

Ex.: As bactérias fitopatogênicas dos gêneros Pectobacterium e Erwinia

- Microaerófilas: podem utilizar oxigênio nas reações químicas para produção de energia. Não podem resistir a níveis de oxigênio (21%) presentes na atmosfera e normalmente crescem melhores em níveis de oxigênio variando de 1 a 15%.

- RELAÇÕES COM O OXIGÊNIO LIVRE

Bactérias fitopatogênicas

- Aeróbicas (maioria)

-Anaeróbicas facultativas

(ex. Pectobacterium carotovorum)

O2 + e- → O2- (radical superóxido) - enzima superóxido dismutase↓

2O2 + 2H+ → O2 + H2O2 (peróxido de hidrogênio) - enzimas catalase e peroxidase↓

02 + H2O2 → O2 + OH-2 + OH (radical hidroxila)

A B C D

A = Aeróbica

B = Anaeróbica

C = Anaeróbica Facultativa

D = Microaeróbica

Bactéria Limites de pH

Mínimo Ótimo Máximo

Erwinia amylovora 4,0-4,5 6,8 8,8

Ralstonia solanacearum 5,0-5,3 6,8-7,1 9,1-9,4

Bactérias fitopatogênicas tipicamente Neutrófilas – pH ótimo em torno de 7,0

pH intracelular neutro - expulsão ou absorção de íons hidrogênio pela célula, através de sistemas de transporte de prótons na membrana citoplasmática

3.3- POTENCIAL HIDROGENIÔNICO (pH)

Faixa ótima - 6,5 -7,5Faixa de tolerância - 4,0 - 9,0

Célula em meio isotônico Célula em meio hipotônico Célula em meio hipertônico

Bactérias fitopatogênicas são não-halófilas

(só toleram baixas concentrações de sais no meio)

3.4- PRESSÃO OSMÓTICA

Plasmólise - perda de água por osmose

-Meio isotônico: o fluxo de água para dentro e para fora da célula está emequilíbrio; a célula cresce normalmente.

-Meio hipertônico: a concentração de solutos é mais alta no meio externo do queno citoplasma da célula; a célula perde água para o meio e pode desidratar emorrer. Ex. Peixe salgado, frutas em calda, mel e leite condensado

- Meio hipotônico: na solução externa a concentração de solutos é muito maisbaixa do que na célula; a água flui para dentro da célula que rompe.

VARIABILIDADE EM BACTÉRIAS :MUTAÇÃO E RECOMBINAÇÃO

1- MUTAÇÃO

Alteração na sequência de bases do DNA

Classificação: mutação pontualmutação por deslocamento do quadro de leitura

a) Mutação pontualSubstituição de um nucleotídeo poroutro em um gene.

• Mutação neutra ou silenciosa• Mutação errônea (missense)• Mutação sem sentido (nonsense)

b) Mutação por deslocamento do quadro de leituraAdição ou perda de um ou mais nucleotídeos do gene

Principais modificações observadas:- Síntese de um ou mais fatores de crescimento como aminoácidos, purinas,

pirimidinas e vitaminas (Auxotróficos)- Resistência a antibióticos e quimioterápicos- Perda na capacidade de produzir flagelo, pili e cápsula

Transposons são segmentos de

DNA com grande mobilidade, eles

codificam a enzima

transposase -responsável por

sua transferência para outros

segmentos de DNA.

TRANSPOSONS

AGENTES MUTAGÊNICOS

Agente químico ou físico que faz com que a frequência de mutação (número de mutantes por gene em cada geração) supere a frequência espontânea

normal

Mutação natural - uma vez a cada 10-6 a 10-10 célulasAgente mutagênico - uma vez a 10-3 a 10-5 células

Tipos: luz ultravioleta (UV) e os raios Xácido nitroso, corante de acridina, 5-bromouracil,sulfonato de etil metano e nitroso-guanidina

Troca de genes entre duas moléculas de DNA para formar novas combinações em um cromossomo

Recombinação em bactérias: TransformaçãoConjugaçãoRecombinação

Célula doadora x

Célula receptora

2- RECOMBINAÇÃO

2.1- TRANSFORMAÇÃO

Célula receptora adquire genes de moléculas de DNA solúveis no meio, incorporando pequenos fragmentos de DNA do doador

em seu próprio cromossomo

Célula bacteriana competente - produzir proteína especial que liga osfragmentos de DNA doador em sítios específicos na superfície celular

Laboratório - competência induzida em Escherichia coli (incubada em CaCl2 echoque térmico)

DNA cromossômico e DNA plasmidial - engenharia genética.

2.2- TRANSDUÇÃO

Transferência de material genético de uma célula doadora para receptora, mediada por um vírus (bacteriófago)

Transdução generalizada

Ocorre no ciclo lítico. Durante a fase de montagem da progênie do fago dentro da célula hospedeira infectada, qualquer fragmento de DNA ou plasmídio da bactéria que tenha aproximadamente o mesmo tamanho do DNA do fago pode ser acidentalmente incorporado pelo capsídeo em vez do DNA fágico.

Transdução especializada

Quando a lisogenia é interrompida, o fago entra no ciclo lítico e é excisado do cromossomo. Como resultado, têm-se partículas virais intactas (evento normal) e partículas contendo DNA do fago mais genes específicos do hospedeiro, ou seja, genes adjacentes ao ponto de inserção do fago ao cromossomo (evento raro).

2.3- CONJUGAÇÃO

Material genético é transferido de uma bactéria para outra, através de contato célula-célula

Gram negativas - plasmídeo (F+) codifica síntese de pili sexuais

Gram positivas - co-agregação através de moléculas de superfíciesaderentes (feromonas) da célula doadora

Novos epítetos - proposições ou listas no International Journal ofSystematic Bacteriology (http://www.cme.msu.edu/bergeys/)

§CLASSIFICAÇÃO DAS BACTÉRIAS:Na classificação atual dos três Domínios e 25 Reinos (Woese, 1977), os procariotos fitopatogênicos dentro do domínio Eubacteria são encontradas nos Reinos Proteobacteria (bactérias Gram Negativas) e Firmicutes (bactérias Gram positivas)

International Committee on Systematic BacteriologyBacteriological Code

International Journal of Systematic Bacteriology - Bergey's Manual

TAXONOMIA DAS BACTÉRIAS

§IDENTIFICAÇÃO: características morfológicas, bioquímicas, sorológicas, moleculares

• NOMENCLATURA: Sistema estabelecido em 1935 por •Carolus Linnaeus

Nomenclatura binomial – Ralstonia soloanacearum

Gênero Forma Gram Parede celular Espécie Doença

Acidovorax - bastonete- monótrica

- sim Acidovorax citrulli(Acidovorax avenae subsp.citrulli)

Mancha-aquosa do melão

Agrobacterium (Rhizobium) - bastonete- monótrica

- sim Rhizobium radiobacter(Agrobacterium tumefaciens)

Galha em coroa

Bacillus - bastonete- perítrica

+ sim Bacillus cereusBacillus subtilis

Podridão em melão e batataPodridão em manga

Ralstonia (Pseudomonas) - bastonete- lofótrica

- sim Ralstonia solanacearum(Pseudomonas solanacearum)

Murcha bacteriana em solanáceas e bananeira

Clavibacter(Corynebacterium)

- bastonete clavado- imóvel

+ sim Clavibacter xyli subsp. XyliClavibacter michiganensesubsp. Michiganense

Raquitismo da soqueira da cana-de-açúcarCancro bacteriano do tomateiro

Clostridium - bastonete- perítrica

+ sim Clostridium puniceum Podridão em batata e cenoura

Xanthomonas - bastonete- monótrica

- sim Xanthomonas campestris pv.CitriXanthomonas campestris pv. Campestris

Cancro cítricoPodridão negra das crucíferas

Erwinia - bastonete- perítrica

- sim Erwinia amylovoraErwinia stewuartii

Queima da macieiraMurcha do milho

Pectobacterium - bastonete- perítrica

- sim Pectobacterium carotovorumsubsp. carotovorum

Podridões moles

Pseudomonas - bastonete- lofótrica

- sim Pseudomonas syringae pv. tomato

Murcha bacteriana pequena do tomateiro

Streptomyces - micelial- imóvel

+ sim Streptomyces sacabiesStreptomyces ipomeae

Sarna da baatata, nabo, etc.Sarna da batata-doce

BLX (Bactérias limitadas aoxilena)

- bastonete- imóvel

- sim (ondulada) Xylella fastidiosa Clorose variegada dos citrosEscaldadura das folhas da ameixeira

BLF (Bactérias limitadas aofloema)

- bastonete- imóvel

- sim (ondulada) Sem nomenclatura "Club leaf" do trevo

Principais gêneros de bactérias fitopatogênicas, aspectos

morfológicos, espécies representativas

e doenças causadas.

Exemplos de bactérias na agricultura

Murcha-bacteriana em tomateiro

Ralstonia solanacearum

Murcha-bacteriana da batata

Ralstonia solanacearum

Murcha-bacteriana em eucalipto – Ralstonia solanacearum

Podridão-negra das crucíferas

Xanthomonas campestris pv. campestris

Galhas em roseira e framboeseira

Rhizobium radiobacter (Agrobacterium tumefaciens)

Podridão-mole da alface

Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum

Cancro cítrico

Xanthomonas axonopodis pv. citri

Cancro da videira

Xanthomonas campestris pv.viticola

Sarna comum e ácida da batata

Sptreptomyces scabiei e S. acidiscabies

Mancha-aquosa do melão e melancia

Acidovorax citrulli (Acidovorax avenae subsp. citrulli)

Raiz de planta leguminosa apresentando nódulos de

Rhizobium sp.

Planta de amendoim sem e com Rhizobium sp.