Bactérias: morfologia

Célula procariótica X célula eucariótica

Célula procariótica• 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

Célula eucariótica

• Membrana plasmática• Citoplasma• Núcleo• Organelas

Célula procariótica típica

Fímbrias

CápsulaParede celular

Plasmídeos

DNA associadoao mesossomo

NucleóideFlagelo

Enzimas relacionadascom a respiração,ligadas à faceinterna da membranaplasmática

MesossomoCitoplasma

Ribossomos

Membrana plasmática

Citoplasma

• Consistência de gel, semelhante ao dos eucariotos, sem organelas

• Material genético

• Sais, açúcares, proteínas, RNA de transcrição gênica e ribossomos

DNA bacteriano – material genéticoDNA 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 únicoContém todas informações necessárias para a sobrevivênciaCapaz 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

Membrana plasmática

Camada de peptideoglicano

LipopolissacarídeoFosfolipídios

Proteína

Lipoproteínas

Camada lipoprotéicaexterna, espessa,semelhante à membranaplasmática, comlipopolissacarídeos

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 Gram1. Fixação do esfregaço.2. Coloração primária: corante básico púrpura (violeta).3. Lavagem do corante púrpura e aplicação do mordente

(iodo).4. Lavagem do iodo com agente descolorante (álcool).5. Lavagem com água corrente.6. Coloração com contra-corante (safranina).7. Lavagem da safranina com água corrente.8. 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”

FlagelosEstrutura protéica bem mais simples comparada à encontrada em eucariotos

Movimentação celular

Rotação como uma héliceMovimento 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 arranjoCoco Bacilo (bastonete)

Forma e arranjoEspiral Estrela e Quadrada e plana

Transferência de material genético

Transferência de material genético

Conjugação bacteriana

Divisão celular

Duplicação do DNA

Separação das células

Parede celular

Membranaplasmática

Molécula de DNA

Aplicações em biotecnologia