Prof. Fabricio Rochedo Conceiçãofabricio.rochedo@ufpel.edu.br

fabriciorc@pop.com.br

Graduação em BiotecnologiaDisciplina de Biotecnologia Microbiana I

21 de setembro de 2010

Morfologia e citologia Morfologia e citologia bacterianabacteriana

MORFOLOGIA BACTERIANAMORFOLOGIA BACTERIANAMORFOLOGIA BACTERIANAMORFOLOGIA BACTERIANA

Diâmetro: 0,2 a 2,0 µm

Comprimento: 2 a 8 µm

Diâmetro: 0,2 a 2,0 µm

Comprimento: 2 a 8 µm

Importante: auxilia a diferenciar as espécies bacterianas

Importante: auxilia a diferenciar as espécies bacterianas

Tipos morfológicos fundamentais

células esféricas: cocos

bastonetes retos: bacilos

espirais: vibrião, espirilo e espiroqueta

Tipos morfológicos fundamentais

células esféricas: cocos

bastonetes retos: bacilos

espirais: vibrião, espirilo e espiroqueta

(Vírgula)

(helicoidal/rígido) “saca-rolhas”

(helicoidal/flexível)

Além das formas fundamentais...

Células estreladas

Células quadradas e planas

Algumas pleomórficas - Rhizobium - Mollicutes

Além das formas fundamentais...

Células estreladas

Células quadradas e planas

Algumas pleomórficas - Rhizobium - Mollicutes

StellaStella

HaloarcuHaloarculala

Formação dos agrupamentos

planos de divisão celular

movimentos pós-divisionais das células-filhas

Formação dos agrupamentos

planos de divisão celular

movimentos pós-divisionais das células-filhas

COCOSCOCOS

Neisseria gonorrhoeae Neisseria gonorrhoeae

Staphylococcus Staphylococcus

Letra chinesa

Paliçada

Corynebacterium spp

Corynebacterium diphtheriae. Corynebacterium diphtheriae.

Bacillus cereus

CITOLOGIA BACTERIANA

1. Material genético NÃO está envolvido por

membrana

2. Cromossomo circular

3. DNA não associado a histonas

4. Não possuem organelas

5. Paredes celulares contêm peptideoglicano

6. Divisão por FISSÃO BINÁRIA

Características da célula

procariótica

Características da célula

procariótica

CITOLOGIA BACTERIANA

ESTRUTURAS EXTERNAS A PAREDE CELULAR

ESTRUTURAS EXTERNAS A PAREDE CELULAR

o Glicocálice

o Cápsula

o Flagelos

o Filamentos Axiais

o Fímbrias e Pili

GLICOCÁLICE (significa revestimento de açúcar)

termo geral utilizado para substâncias que circundam a célula

polímero viscoso e gelatinoso externo a parede celular

estrutura desorganizada e fracamente aderida à parede celular

desempenha papel na aderência

funções: virulência, proteção, adesão superfícies, fonte de energia...

GLICOCÁLICE X CÁPSULAGLICOCÁLICE X CÁPSULA

CÁPSULA

estrutura organizada e firmemente aderida a parede celular

composta por polissacarídeo, polipeptídeo ou ambos

Bacillus anthracis Streptococcus pneumoniae Klebsiella pneumoniae Streptococcus mutans

GLICOCÁLICE X CÁPSULAGLICOCÁLICE X CÁPSULA

apêndices filiformes

compostos de protéina (flagelina)

envolvidos na locomoção

antigênicos e imunogênicos (antígenos H)

Flagelo significa chicote, são longos apêndices filamentosos que propelem as

bactérias

Flagelo significa chicote, são longos apêndices filamentosos que propelem as

bactérias

FLAGELOSFLAGELOS

(polar)

(polares múltiplos)

(toda a superfície)

(ambas extremidades)

Diferentes tipos de flagelos bacterianosDiferentes tipos de flagelos bacterianos

FlagelosConstituídos por 3 regiões

1 – Filamento de proteína (flagelina)

2 – Alça

3 – Corpo Basal

FlagelosConstituídos por 3 regiões

1 – Filamento de proteína (flagelina)

2 – Alça

3 – Corpo Basal

Antígeno HE. coli O157:H7

Antígeno HE. coli O157:H7

FILAMENTOS AXIAIS(estruturas de motilidade exclusivas de leptospiras)

(feixe de fibrilas que fazem uma espiral em torno da célula)

FILAMENTOS AXIAIS(estruturas de motilidade exclusivas de leptospiras)

(feixe de fibrilas que fazem uma espiral em torno da célula)

CLASSIFICAM-SE…

fímbrias comuns: aderência das bactérias às células hospedeiras.

pili sexuais: fixação das células doadoras e receptoras da conjugação bacteriana

CLASSIFICAM-SE…

fímbrias comuns: aderência das bactérias às células hospedeiras.

pili sexuais: fixação das células doadoras e receptoras da conjugação bacteriana

muitas bactérias Gram - apresentam apêndices finos (3 a 10 nm)

retos e curtos pequenas e delgadas (somente visualizadas pela microscopia

eletrônica)

1000 ou mais por célula São de natureza protéica (pilina)

FÍMBRIAS E PILIFÍMBRIAS E PILI

- Fímbrias

- Flagelos

- Fímbrias

- Flagelos

- Pili sexual- Pili sexual

1 - ESTRUTURA complexa

semi-rígida

circunda membrana plasmática (frágil)

2 – FUNÇÕES

- responsável pela forma da célula

- protege a célula das variações do meio externo (choque osmótico)

- ponto de ancoragem de flagelos e fímbrias

PAREDE CELULARPAREDE CELULAR

FUNÇÃO: confere rigidez à parede Ácido N-acetil glicosamina (NAG) Ácido N-acetil murâmico (NAM)

Gram positivas Espesso (várias camadas)

Gram negativas Delgada

Peptoglicano (mureína)

Peptoglicano (mureína)

PAREDE CELULAR BACTERIANAPAREDE CELULAR BACTERIANA

Características

Espessura – 10 a 25 nm (10 a 40 % do peso seco celular)

2 paredes celulares básicas :

petideoglicano + ác. teicóico + ác. lipoproteicóico

peptideoglicano + LPS (lipopolissacarídeo - Lipídio A) + fosfolipídeos + lipoproteínas + proteínas

A PAREDE CELULAR – Gram A PAREDE CELULAR – Gram positivaspositivas

Hans Christian Gram (1884)

A PAREDE CELULAR Gram - negativas

GRAM POSITIVAS

GRAM NEGATIVAS

PAREDE CELULAR Coloração de

Gram

PAREDES CELULARES ATÍPICAS

ArquibactériasMycoplasma sp. e organismos relacionados

ESTRUTURAS INTERNAS A PAREDE CELULAR

o Membrana Plasmática ou Citoplasmática

o Citoplasma

o Área Nuclear

o Plasmídeos

o Ribossomos

o Inclusões

o Endosporos

MEMBRANA MEMBRANA

CITOPLASMÁTICA

CITOPLASMÁTICAMEMBRANA MEMBRANA

CITOPLASMÁTICA

CITOPLASMÁTICA

1- ESTRUTURA

fosfolipídios

proteínas

(periféricas e integrais)

mesossomas (invaginações)

permeabilidade seletiva e transporte de solutos

Funções da membrana plasmática

o Permeabilidade seletiva

o Produção de energia - ATP

o Auxilia na divisão celular

o Transporte ativo e passivo de moléculas

CITOPLASMACITOPLASMACOMPOSIÇÃO COMPOSIÇÃO

o

Citoplasm

a •

Constituintes

Água – 80%EnzimasCarboidratosLipídeos Íons inorgânicos

• Principais Estruturas

Área Nuclear – DNAPlasmídeoRibossomosInclusõesEndosporos

CITOPLASMACITOPLASMACOMPOSIÇÃO DO

CITOPLASMACOMPOSIÇÃO DO

CITOPLASMA1- NUCLEÓIDE

composto de DNA (molécula longa, contínua e circular) não envolto por membrana nuclear e sem histonas

CITOPLASMACITOPLASMACOMPOSIÇÃO DO

CITOPLASMACOMPOSIÇÃO DO

CITOPLASMA2-PLASMÍDEOS

Molécula extracromossômica - 50 a 100 genesTransferência Gênica entre bactériasResistência a antibióticos

3 - RIBOSSOMOS síntese protéica dezenas a centenas de milhares – aspecto granular

Ribossomosproteínas + rRNA

Importância da diferença entre

os ribossomos de eucariotos e procariotos?

Importância da diferença entre

os ribossomos de eucariotos e procariotos?

4 - INCLUSÕES depósitos de reserva células armazenam substâncias quando estas são abundantes e as utilizam quando estão escassas

ENDOSPOROSENDOSPOROSENDOSPOROSENDOSPOROS

células especializadas (repouso, latência)

altamente resitentes à dessecação, ao calor e agentes químicos produção de uma única célula vegetativa

1. PROCESSO DE FORMAÇÃO

1.1 Esporulação ou Esporogênese formacão de endosporos dentro de uma célula mãe

1.2 Germinação Esporo – célula vegetativa

o Endosporos - esporo dentro do corpo vegetativo

• Bactérias que esporulam : Gram + Clostridium

Bacillus

Sporolactobacil

lus

Sporosarcina

Sporohalobact

er

Desulfatomocu

lum

Anaerobacter

Condições da formação de esporos – falta de nutrientes essenciais

o Endosporo: • Cerne• Parede• Córtex• Capa

Importância da esporulação nas bactérias...- Não tem caráter reprodutivo

- Importância do ponto de vista clínico e industrial (alimentos)

- processos de aquecimento matam a célula vegetativa (70°C)

- esporos resistem à fervura por horas

- resistem a processos de aquecimento, congelamento, dessecação, ao uso de substâncias químicas e a radiação

Clostridium (gangrena, tétano, botulismo, intoxicação alimentar)

Bacillus (carbúnculo (antraz) e intoxicação alimentar)

Parede celular

Membrana citoplasmática

Citoplasma

Ribossomos

Nucleóide

Estruturas essenciaisEstruturas essenciais

Cápsula/Glicocálice

Flagelo

Fímbrias

Endosporo

Plasmídeos

Grânulos de reserva

Estruturas não essenciaisEstruturas não essenciais