células procarióticas

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  • 1. CLULAS PROCARITICASOs organismos formados por clulas procariticas designam-se porprocariontes, agrupam-se no Reino Monera e so conhecidos peladesignao geral de bactrias (do gr.:bakterion, pequeno bastonete).Foram estes organismos que protagonizaram as primeiras etapas daevoluo dos seres vivos. Os registos fsseis mais recuados datamde 3,46 milhes de anos. Nessa poca, a vida microbiana j erarepresentada por cianobactrias filamentosas, e a diversidadededuzida a partir dos registos fsseis, conduziu a identificao de 11txons diferentes.No plano morfolgico, as bactrias apresentam uma enormevariedade de formas e dimenses. Podem ainda viver isoladas ouformar colnias de clulas mantidas agregadas depois de sedividirem. Contudo, a despeito dessa variedade, possvel encontraruma unidade anatmica.No que se refere aos regimes de vida e ao metabolismo energtico,encontram-se bactrias que mantm o regime heterotrficoexclusivo, tal como certamente foram os primeiros seres vivos.Outras, fotossintetizantes, so autotrficas, como as bactriasverdes e as prpuras. Em ambos os grupos, existem espcies

2. As cianobactrias situam-se seguramente entre as mais recentes, naescala evolutiva: o seu mecanismo de fotossntese incorpora o sistemaque permite efetuar a oxidao da gua, tendo como consequncia alibertao de oxignio. Algumas das espcies fotossintetizantes sotambm, cumulativamente, heterotrficas. Algumas, mantm-seobrigatoriamente anaerbias. Outras, pelo contrrio, so aerbias, epossuem todo o equipamento enzimtico que lhes permite efetuar arespirao celular.Anatomia da celula procarioticaAs bactrias apresentam uma extraordinria variedade de formas e aanatomia ultraestrutural da clula reflete a diversidade de regimes de vidae de metabolismos energticos. Seria fastidioso, no contexto em que seinserem estas lies, enveredar por uma descrio pormenorizada.Assim, abordaremos a anatomia da clula bacteriana, descrevendo asprincipais estruturas existentes nas diversas classes, referindo funoque lhes assiste.Quanto forma que o corpo celular pode apresentar, distinguem-se,grosso modo, quatro modelos:Os cocos (coccus, cocci) so relativamente esfricos e formam,frequentemente, agrupamentos (esfilococos, em forma de cacho de uvas;estreptococos, em cadeia linear; sarcinas, em grupos compactos de oito; 3. Os bacilos (bacillus, bacilli) so ligeiramente alongados, comextremidades hemisfricas, podendo dispor ou no de flagelos;Os vibries (vibrio) so encurvados, em forma de arco ou de vrgula,com um flagelo numa das extremidades;As espiroquetas so alongadas e helicoidais, podendo dispor de vriosflagelos.a:cocos;b:bacilos;c:espiroquetas;d: vibries 4. A clula bacteriana possui, como qualquer clula viva,um genoma, um citoplasma e uma membrana plasmtica.Com exceo do micro plasmas e das formas L., todas asbactrias possuem tambm uma parede celular. Algumaspossuem ainda uma cpsula externa.Parede celularA parede celular, pela sua rigidez, forma um estojo queestabiliza a forma caracterstica da clula, protegendo-a deagresses externas, nomeadamente das variaes depresso osmtica. Com exceo das bactrias halfilas,metano gnicas ou temoacidfilas (que se classificam comoArqueobactrias), o composto principal da parede bacteriana o peptidoglicano. O peptidoglicano constitui assim omonmero de uma densa rede macromolecular. composto,ele prprio, pela N-acetilglucosamina e pelo cido N-acetilmurmico, associados a aminocidos em quantidades 5. Esta estrutura de base da parede dasbactrias mais ou menos importante ecompletada por constituintes variveis,mas especficos de cada espciebacteriana. A composio e a estruturada parede celular determinam ocomportamento da clula face a um dosmtodos de coloraobacteriolgicos: a colorao de Gram.Distinguem-se deste modo dois gruposprincipais de bactrias: asbactrias gram-positivas, que se deixamcorar pela colorao de Gram, e asparedes das bactrias gram-negativas. 6. Esquema das paredes celulares em bactrias Gram positivas e Gram negativas. 7. A diferena de comportamento das duas paredesrelativamente colorao de Gram reside essencialmente natcnica de colorao utilizada e no na afinidade das duasparedes para o corante. Com efeito, ambas as paredes socoradas pelo corante de Gram (violeta de genciana e lugol).Contudo, no final, as clulas so lavadas com um solvente(lcool ou acetona) que dissolve e elimina o folheto externodas bactrias gram-negativas. Se bem que a paredemucossacardica subsistente seja suficientemente rgida paragarantir a integridade da clula, pela sua espessura delgada,ela no retm suficientemente o corante. Pelo contrrio, asbactrias Gram positivas retm o corante nas suas espessasparedes.A lisozima, enzima presente em meios biolgicos tais comosecrees (lgrimas, saliva, muco nasal, clara do ovo, etc.) ouno citoplasma das clulas fagocitrias, hidrolisa opeptidoglicano e, consequentemente, destri a parede.Desprovidas de parede, as bactrias transforma-seem protoplastos, extremamente vulnerveis s variaes dapresso osmtica.A ao da penicilina conduz ao mesmo efeito, no porquedestrua o peptidoglicano, mas porque inibe a sua sntese,durante o crescimento bacteriano. 8. As bactrias gram-positivas possuem uma paredeespessa e homognea, ligada e encostada diretamente face externa da membrana plasmtica. Nestes casos,no existe espao periplasmtico. A espessura destasparedes pode atingir 100 mm e representar at 30% dopeso seco da clula.Pelo contrrio, a parede das bactrias gram-negativas formada por dois folhetos: o folheto interno, constitudopor uma delgada camada do complexo de peptidoglicano(no excedendo 20 mm de espessura) e no encostado membrana plasmtica; o folheto externo, tambmdesignado por membrana externa dada a sua estruturaser semelhante de uma membrana unitria(constituda por liposacridos e lipoprotenas). A coesoentre os dois folhetos estabelece-se atravs delipoprotenas integradas no folheto externo e ligadas porligaes covalentes a peptidoglicanos. No folhetoexterno existem ainda canais proteicos que franqueiama passagem gua e a diversos metabolitos. 9. A ao ltica da lisozima ou a inibio de sntese dopeptidoglicano pela penicilina conduz, nas bactriasgram-negativas, formao de esferoplastos. Estes soequivalentes aos protoplastos das bactrias gram-positivas, com a diferena que conservam o folhetoexterno. Estas formas de bactrias tornadas deficientesde parede podem, em cultura, reconstituir a parede. Asformas espontaneamente deficientes, designam-sepor formas L.CpsulaAlgumas espcies bacterianas elaboram uma volumosacpsula de natureza polissacardica (cuja espessuraultrapassa muitas vezes a prpria espessura da clula).Esta cpsula desempenha um papel determinante naresistncia ingesto e digesto pelas clulasfagocitrias nos processos infecciosos, ou participa naaderncia dos organismos entre si ou ao substrato. 10. Membrana plasmticaA membrana plasmtica encontra-se encostada ou ligeiramente afastada dacamada de peptidoglicano pelo espao periplasmtico. A estrutura destamembrana semelhante das clulas eucariticas, registando-se contudo umadiferena na sua composio: o colesterol, geralmente ausente nos procariontes, substitudo por uma molcula semelhante a um esteroide, um hopanoide.Na clula bacteriana, a membrana suporte de grande parte da atividademetablica e assegura, nomeadamente a cadeia da fosforilao oxidativa(respirao, nas bactrias aerbias). Para alm disso, assegura, como nasclulas eucariticas o transporte seletivo de molculas e a sada dos enzimasresponsveis pela sntese da parede celular.Em algumas clulas, a membrana forma pregas e invaginaes que aumentammuito a sua superfcie, denominadas mesossomas. Embora subsistam dvidassobre a funo dessas estruturas, formula-se a hiptese de serem zonas deintensa atividade respiratria. superfcie das bactrias encontram-se filamentos proteicos longos, com 20 mmde dimetro. Uns so implicados nos processos de aderncia das bactrias entreelas ou a substratos; so designados por fmbria; outros, intervm natransferncia de material gentico entre bactrias; so designadospor pili sexuais. Alguns autores designam ambos por pili (pilus, pili). 11. CitoplasmaO citoplasma da clula bacteriana ocupa todo o espaointracelular. um meio viscoso, rico em protenas, no qual seencontram numerosos ribossomos de tipo 70S (semelhantes aosque se encontram nas mitocndrias) e incluses de diversanatureza. No contem nem organitos membranares, nemvacolos.Entre as diversas incluses detectveis no citoplasma,referem-se: os gros de glicognio e de poli-b-hidroxibutirato,que constituem reservas de carbono; os gros de cianoficina,prprios das cianobactrias, que so reservas de azoto sob aforma de aminocidos; os carboxissomas, presentes em muitascianobactrias e bactrias nitrificantes e que soreservatrios de ribulose-1,5-difosfato carboxilase, enzimaespecfica do mecanismo bioqumico de fixao do CO2;os magnetossomas, partculas de magnetite e queproporcionam orientao no campo magntico terrestre; ouainda os vacolos de gs, que so organitos de flutuao. 12. GenomaO genoma bacteriano ocupa a regio central da clula, designadapor nucleoide; constitudo por uma nica molcula de cidodesoxirribonucleico (ADN), bicatenria e fechada em anel, ocromossoma bacteriano, comumente colado membranaplasmtica. Em Escherichia coli, a molcula de ADN tem 2 mm dedimetro e 1,2 mm de comprimento. Uma to longa molcula(cerca de 500 vezes mais longa que a prpria clula), ocupa umespao diminuto; para tal, encontra-se profundamenteenovelada.O cromossoma no o nico repositrio de informao. Existemainda pequenos anis de ADN, designados por plasmdeos,geralmente todos idnticos, com autonomia de replicaorelativamente ao cromossoma. Os plasmdeos so responsveispor caractersticas especficas tais como (i) a capacidade defixao do azoto atmosfrico, protagonizado pelas bactriasdo gnero Rhizobium, (ii) a resistncia a antibiticos, (iii) aproduo de toxinas ou ainda (iv) o catabolismo de substnciascarbonadas como os hidrocarbonetos. Os plasmdeos sotransferveis de uma bactrias a outras, no