Microbiologia e UPCII MicrobiologiaTeórica 3-4

2º Ano2014/2015

Sumário Capítulo III. A célula Microbiana

Membranas, Lipopolissacáridos, Parede celular de peptidoglicano, Ácidos lipotecóicos e outros compostos produzidos por microrganismos.

Organização genética dos microrganismos Genoma:

Organização geral Cromossomas Plasmídeos

Replicação do cromossoma bacteriano Transferência de genes em bactérias

Conjugação Transformação Transdução

Outras formas de obter variabilidade genética nos microrganismos Transposões Mutações 16-09-2015T4 MJC 2

A célula microbiana

16-09-2015T4 MJC 3

Bactérias

16-09-2015T4 MJC 4

Estruturas da célula bacterianaCitoplasma

Nucleóide

GlicocáliceParede celularMembrana celular

Ribosomas

FimbriaeFlagelo

16-09-2015T4 MJC 5

Membrana Celular

16-09-2015T4 MJC 6

Membrana celular (Archaea)

16-09-2015T4 MJC 7

Membrana Celular

1. Barreira permeável

2. Suporte de proteínas

3. Conservação e geração de energia

16-09-2015

Proteínas transmembranares com vários domínios hidrofóbicos (transporte de solutos e sistemas de transdução de sinal para o interior da célula)Proteínas transmembranares (com menos domínios hidrofóbicos com projecção para o exterior)Proteínas periféricas ligadas à membrana por resíduos lipídicos (funções de adesão celular)

T4 MJC 8

Parede CelularMicoplasmas

PEPTIDOGLICANOPEPTIDOGLICANO

16-09-2015T4 MJC 9

PEPTIDOGLICANO

16-09-2015

http://pharmaxchange.info/animations/antibiotics/ppgsyn.html

T4 MJC 10

Ligam-se irreversivelmente às transpeptidases e potras +rpteinas envolvidas nasintese de peptidoglicano (também

conhecidas como PBPs)

16-09-2015T4 MJC 11

Síntese de Beta lactamases …

Destroem o anel Beta lactâmico inactivando o antibiótico.

16-09-2015T4 MJC 12

Impede a acção das transpeptidases pois ligam-se ao substrato, isto é liga-se fortemente à Dalanina-

Dalanina.

16-09-2015T4 MJC 13

Impedem a ligação glicosídica entre o NAG e o NAM de se formar.

16-09-2015T4 MJC 14

Bactérias Gram (+)

Hidrofobicidade

16-09-2015T4 MJC 15

Bactérias Gram (-)

Propriedades LPS• Toxicidade letal

• Estímulo inflamatório

• Activação do

complemento

• Activação de

Leucócitos PMN,

macrofagos

• Pirogenicidade

• Estímulo da

reabsorção óssea

• Estímulo da síntese

de prostaglandinas

• Indução de TNFs

• Hipotermia

• Hipotensão16-09-2015T4 MJC 16

Parede Celular G+ e G-

16-09-2015T4 MJC 17

Parede Celular G+ e G-

16-09-2015T4 MJC 18

Parede celular das Archaea:

S-layer

S-layerPolissacáridoglicoproteína ou proteína

Membranaplasmática

Membranaplasmática

Thermoplasma

16-09-2015T4 MJC 19

Glicocálices: cápsulas e camadas viscosas

“Doutor, já não quero ir na corrente, decidi juntar-me ao biofilme.”

16-09-2015Glucanos e Fructanos T4 MJC 20

Flagelos

Espiroquetas e invasão16-09-2015T4 MJC 21

Fímbrias e pili

Capas fibrilares16-09-2015T4 MJC 22

Vesículas, Endoesporos e Citoesqueleto

16-09-2015

Proteína do tipo da actina

T4 MJC 23

Célula bacteriana Vs eucariota

16-09-2015T4 MJC 24

Que material genético existe em bactérias?

16-09-2015T4 MJC 25

E. coli

HÁ MAIS?

Quantos cromossomas têm as bactérias?Há excepções!!!

16-09-2015T4 MJC 26

Bacteria Chromosome OrganizationAgrobacterium tumefaciens One linear and one circularBacillus subtilis Single and circularBacillus subtilis Single and linearBorrelia burgdorferi Two circularBrucella abortus Two circularBrucella melitensis Two circularBrucella ovis Two circularBrucella suis biovar 1 Two circularBrucella suis biovar 2 Two circularBrucella suis biovar 4 Two circularEscherichia coli Single and circularParacoccus denitrificans Three circularPseudomonas aeruginosa Single and circularRhodobacter sphaeroides Two circularStreptomyces griseus LinearVibrio cholerae Two circularVibrio fluvialis Two circularVibrio parahaemolyticus Two circularVibrio vulnificus Two circular

Organização dos genes no cromosoma

16-09-2015T4 MJC 27

Síntese proteica em bactérias.

16-09-2015T4 MJC 28

mRNA policistrónico

Plamídeos

16-09-2015T4 MJC 29

Transposões

16-09-2015T4 MJC 30

Ilhas de patogenicidade

16-09-2015T4 MJC 31

Integrões

16-09-2015T4 MJC 32

Figure 1. General organization of an integron and gene cassette (GC) recombination mechanism. The IntI1 protein catalyzes the insertion (A) and excision (B) of the GC in the integron, with GC integration occurring at the attIrecombination site. In example (A), the circularized GC3 is integrated in linear form inside the integron platform via a specific recombination mechanism between the attIsite and the attC3 site of the GC3. GC excision preferentially occurs between two attCsites. In example (B), the GC1 is excised following the recombination between the twoattC1 and attC3 sites. Pc: gene cassette promoter; attI: integron recombination site; attC1, attC2, and attC3: attC GC recombination sites; intI: the integrase gene; GC1, GC2, GC3 are the gene cassettes, and arrows indicate the direction of coding sequences (Barraud and Ploy, 2011)

Projecto Human Oral Microbiome Database

33

Archaea (Euryarchaeota)

    Archaeoglobus fulgidus 2.2Mb

    Halobacterium sp 2.0Mb

    Methanobacterium thermoautotrophicum

1.8Mb

    Pyrococcus abyssi 1.8Mb

    Methanococcus jannaschii

1.7Mb

    Pyrococcus horikoshii 1.7Mb

Archaea (Crenarchaeota)

    Sulfolobus solfataricus 3.0Mb

Bacteria

    Mesorhizobium loti 7.0Mb

    Pseudomonas aeruginosa

6.3Mb

    Escherichia coli K12 4.6Mb

    Bacillus subtilis 4.2Mb

    Vibrio cholerae 4.0Mb

    Synechocystis PCC6803 3.6Mb

    Thermotoga maritima 1.9Mb

Mycobacterium genitalis 0,5 Mb16-09-2015T4 MJC

http://www.hmpdacc.org/catalog/

E OS PLASMÍDEOS?

16-09-201534 T4 MJC

CÍRCULOS ROLANTES

Trocas de material genético -particularidades

16-09-2015T4 MJC 35

Reprodução é independente de trocas genéticas

Trocas de pequenas porções de DNA sem consequências (replicões são a excepção)

Haploidia e por isso não há recessivos Há 3 processos diferentes de trocas:

2 dependem de elementos genéticos móveis (transdução e conjugação)

transformação

Transferência de Genes em Bactérias

16-09-2015T4 MJC 36

HORIZONTAL

Transformação

16-09-2015T4 MJC 37

Animação

Fagos e Bactérias

16-09-2015T4 MJC 38

Transdução especializada

16-09-2015T4 MJC 39

Transdução generalizada

16-09-2015T4 MJC 40

Animação

Conjugação Plasmídeo HFR

16-09-2015T4 MJC 41

Animação da conjugação HFR

Conjugação Plasmídeo F’

16-09-2015T4 MJC 42

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072556781/student_view0/chapter13/animation_quiz_3.html

ANIMAÇÃO

Conjugação sem pilus

16-09-2015T4 MJC 43

Conjugação em Enterococcus fecalis: cA=feromonas produzidas por células recetoras; AS (Proteina de aderente); BS (receptor de AS); IcA (repressor de cA).

Mutações

16-09-2015T4 MJC 44

Bibliografia

T4 MJC 45

Capítulo 3

16-09-2015

Capítulo 9Capítulo 1