reino monera
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Reino Monera
A diversidade de organismos do Reino Monera.
O Reino Monera reúne os organismos procariontes, unicelulares,
coloniais ou não, de vida livre ou parasita, autótrofos (fotossintetizantes
ou quimiossintetizantes) ou heterotróficos que se alimentam por
absorção.
Mesmo possuindo uma estrutura e organização celular rudimentar, uma
tendência evolutiva desde o primórdio dos seres vivos, essas
demonstram um grande potencial biológico, coexistindo em todos os
tipos de ambientes, seja terrestre, aéreo ou aquático.
Esse Reino compreende as bactérias e algas azuis (atualmente
denominadas de cianobactérias). Em virtude da contribuição da Biologia
molecular, esse Reino passou a ser classificado em dois sub-reinos de
organismos procarióticos bem diferentes: Eubactérias e Arqueas
(Archaeobactérias).
As Eubactérias são divididas em dois grupos:
Com Parede Celular
- Gram-negativas (12 subgrupos) → Espiroquetas, Bacilos aeróbios ou
Microaerófilos, Cocos, Bacilos anaeróbios facultativos, Bactérias
anaeróbias, Riquétsias e Clamídias, Fototróficas anoxigênicas,
Fototróficas oxigênicas, Bactérias deslizantes, Bactérias com bainha,
Bactérias gemulantes e as Quimiolitotróficas.
- Gram-positivas (06 subgrupos) → Cocos, Bactérias esporuladas,
Bacilos regulares, Bacilos irregulares, Microbactérias e Actinomicetos.
Sem Parede Celular
- Micoplasmas → revestidos apenas por uma membrana flexível,
permitindo assumir variadas formas.
De igual forma, as Archaeobactérias também se dividem em dois
grupos:
Com parede celular
- Metanogênicas (produtoras de metano) → Methanosarcina,
Methanobacteriu e Methanospirillum
- Bactérias halofílicas extremas (desenvolvimento em ambientes com
grande concentração salina) → Bacteriorrodospsina
-Arqueobactérias dependentes de enxofre (obtém energia a partir da
oxidação do enxofre)→ Sulfolobus e Thermoproteus
Sem parede celular
- Termoplasmas → bactérias com ausência de parede celular, tolerantes
a temperaturas que compreendem 55 a 59 °C e pH ótimo,
aproximadamente igual a 2.
Escherichia coli Escherichia coli é o nome de uma bactéria que habita o intestino de animais endotérmicos, cuja presença pode indicar aspectos relativos à qualidade da água e de alimentos. A E. coli também pode provocar doenças, como infecções urinárias, diarreia e a colite hemorrágica e síndrome hemolítico-urêmica.
A Escherichia coli assume a forma de bastonete.
A Escherichia coli é uma bactéria na forma de bastonete, e anaeróbia
facultativa. Seu habitat primário é o trato gastrintestinal de humanos e
outros animais endotérmicos (“de sangue quente”). É considerada um
indicador de qualidade de água e alimentos através da análise de
coliformes fecais: nome dado a um grupo de bactérias que habita o
intestino dos referidos animais.
Grande parte da população desse grupo é formada pela Escherichia
coli e, dessa forma, sua presença sugere a possibilidade de haver,
naquele local, micro-organismos intestinais capazes de provocar
doenças.
Geralmente a bactéria em questão habita o intestino sem causar
problemas de saúde. No entanto, ao se direcionar para a circulação
sanguínea ou outras regiões do corpo, é capaz de provocar infecções.
Esse quadro pode também se manifestar pela ingestão de água ou
alimentos contendo cepas da bactéria, liberadas juntamente com as
fezes de indivíduos contaminados; pelo contato com animais doentes, e
com profissionais da saúde ou instrumentais médicos contaminados.
Além disso, por algum problema de saúde, o próprio hospedeiro pode
permitir que a bactéria desencadeie a doença; como nos diz o professor
doutor Alexandre Bella Cruz1.
Alguns desses problemas de saúde são:
- Diarreia do viajante, também chamada de gastrenterite, que provoca
desarranjos gastrointestinais;
- Cistite, que provoca inflamação da bexiga urinária;
- Meningite (inflamação das meninges) em neonatos;
- Sepse, também chamada de septicemia, que é um quadro grave que
une os sintomas de uma infecção generalizada preexistente à resposta
inflamatória do organismo;
- Peritonite, que é a inflamação do peritônio: membrana que reveste
parte da cavidade abdominal.
Bella Cruz acrescenta que as bactérias naturalmente vão evoluindo para
superar as condições adversas que encontram, o que justifica a
existência de tantas variedades da mesma espécie bacteriana. Elas
podem desenvolver a capacidade de produzir substâncias tóxicas, além
daquelas que facilitam sua invasão e/ou adesão ao epitélio do
hospedeiro. Também têm condições de produzir componentes celulares
que dificultam a sua eliminação pelo sistema imunológico do hospedeiro
(cápsula); ou que facilitam sua adesão, e transmissão de informações
genéticas entre indivíduos (fímbrias). O conjunto destas "habilidades"
ajuda na determinação do seu grau de virulência e patogenicidade.
Dentre suas variantes, há a EC Entero-hemorrágica: a responsável pelo
surto que está ocorrendo na Europa. Esta, identificada como O104:H4,
provoca a colite hemorrágica e a síndrome hemolítico-urêmica. Neste
último caso, em virtude da ação de suas toxinas, ela provoca a
destruição das células do epitélio do intestino, e o rompimento de vasos
encontrados ali e nos néfrons (responsáveis pela filtração de sangue
nos rins).
O quadro pode desencadear insuficiência renal aguda e, em situações
ainda mais sérias, convulsões e problemas graves no sistema nervoso.
Assim como grande parte das infecções, as crianças e os idosos são
naturalmente mais vulneráveis a desenvolver tais sintomas, com
incidência um pouco maior em indivíduos do sexo feminino.
Diante disso, algumas medidas são muito importantes para
prevenir essa e muitas outras infecções:
- Lavar as mãos após ir ao banheiro;
- Lavar as mãos antes das refeições;
- Lavar as mãos antes e depois de preparar alimentos;
- Lavar bem os alimentos que são consumidos crus, como alface e
tomate, descascando-os, se possível, ou, pelo menos, desinfetando-os
com água sanitária (uma colher de sopa para cada litro de água potável,
por quinze minutos);
- Cozer carnes e vegetais antes de ingeri-los;
- Preparar a carne em separado, não reutilizando os recipientes ou
talheres.
Quanto ao tratamento das infecções por E. coli, geralmente a única
medida a ser adotada é a reposição de líquidos. No entanto, tratando-se
de outras regiões que não pertencem ao trato digestório, outros
procedimentos podem ser requeridos. No caso da variante do surto
europeu, em razão da hemorragia que pode provocar, há a possibilidade
de ser requerida a transfusão de sangue.
Acne, antraz e botulismo
Bacilos do antraz
Acne: a Propionibacterium acnes é uma bactéria da flora bacteriana
normal da pele, mas que pode causar inflamações cutâneas, com
grande possibilidade de deixar cicatrizes ao encontrar condições que
permitem sua rápida multiplicação. Para tratamento, o controle da
oleosidade da pele do rosto e, em alguns casos, o uso de antibiótico
podem ser indicados por profissionais competentes.
Antraz (carbúnculo): causada pelo Bacillus anthracis, é típica de
ambientes agrícolas, acometendo principalmente herbívoros, que se
contaminam ao pastarem em solo contaminado pelos esporos da
bactéria. Estes, ao entrarem em contato com fissuras cutâneas de
indivíduos de nossa espécie, causam uma lesão que se transforma em
bolhas cheias de pus e, mais tarde, forma uma cicatriz profunda e
escura. Quando a infecção se dá pela inalação de esporos, fornece ao
indivíduo sintomas semelhantes aos da gripe, mas que pode
desencadear em parada cardíaca ou respiratória. Quando ocorre a
ingestão, por exemplo, ao se alimentar da carne de um animal
contaminado, desencadeia no paciente um quadro diarreico,
acompanhado de vômito sanguinolento. Pode ser fatal em muitos casos.
Botulismo: infecção cujo agente causador é a Clostridium botulinum. A
infecção se dá pela ingestão da bactéria ou de seus esporos,
geralmente presentes em conservas caseiras e alimentos armazenados
em latas estufadas. Devido à toxina que libera, o sistema nervoso é
afetado, provocando tremores, vômitos e fraqueza muscular
progressiva. Pode causar a morte pela paralisia dos músculos
responsáveis pela respiração.
O MINISTÉRIO DA SAÚDE ADVERTE:
A automedicação pode ter efeitos indesejados e imprevistos, pois o
remédio errado não só não cura como pode piorar a saúde.
Algas Azuis
Floração de cianobactérias
Cianobactérias ou cianofíceas, conhecidas popularmente como algas
azuis, são seres procarióticos, como bactérias comuns, e
fotossintetizantes, como as algas. Esses organismos podem viver em
diversos ambientes, inclusive em condições extremas: rios, estuários,
mares, rochas, paredes, troncos de árvores, águas de fontes termais,
lagos antárticos, regiões com altas concentrações de salinidade, etc.
Essa capacidade adaptativa é uma de suas características marcantes,
embora tenham crescimento mais favorável em ambientes de água
doce.
O nome “algas azuis” foi dado a esses organismos pelo fato de que o
primeiro encontrado possuía tal coloração, mas, no entanto, podemos
encontrar cianobactérias com as mais diversas cores.
As cianofíceas podem ser unicelulares, vivendo isoladas ou em colônias,
ou podem se apresentar com células organizadas em filamentos. Há
registros de colônias filamentosas de mais de um metro de
comprimento. Estas podem produzir os acinetos, esporos resistentes
que podem dar origem a novas colônias.
A reprodução frequente nas cianofíceas é a bipartição ou cissiparidade.
Não são conhecidas as formas de reprodução sexuada entre elas,
embora seja provável que possuam algum mecanismo de recombinação
de seus genes.
Esses seres autotróficos fotossintéticos requerem água, dióxido de
carbono, substâncias inorgânicas e luz para se manterem. Dependendo
da oferta de luz, fósforo, nitrogênio e outros poluentes orgânicos, podem
ser encontrados em profundidades maiores.
Como são gram-negativas, suas paredes celulares são pouco
permeáveis aos antibióticos e, assim, como muitas cianobactérias são
capazes de liberar toxinas, podem contaminar mananciais de água sem
que o tratamento de água tradicional e tampouco a fervura sejam
eficazes para o tratamento. Contaminando a água, as cianotoxinas
comprometem a vida aquática e a dos que têm ligação com as mesmas.
Algumas destas são neurotoxinas bastante potentes e outras são
tóxicas, principalmente para o fígado, sendo que há, ainda, aquelas que
podem ser irritantes ao contato.
Diminuição dos movimentos, prostração, cefaleia, febre, dor abdominal,
náuseas, vômitos, diarreia e hemorragia intra-hepática são sintomas que
podem caracterizar a intoxicação humana ao ingerir a água ou pescados
provenientes desta. O contato direto da pele com a água contaminada
pode provocar irritação ou erupções, inchaços dos lábios, irritação dos
olhos e ouvidos, dor de garganta e inflamações nos seios da face e
asma.
Bactérias
Os tipos de bactérias de vida livre ou vida colonial.
As bactérias são organismos unicelulares com tamanho microscópico,
medindo cerca de 0,2 a 1,5 μm de comprimento, sendo em média dez
vezes menores do que uma célula eucarionte.
Normalmente possuem uma rígida parede celular que envolve
externamente a membrana plasmática, constituída por uma trama de
peptídeos (proteínas) interligados a polissacarídeos (açúcares),
formando um complexo denominado de pepdidoglicnas. Essa
substância é responsável pela forma, proteção física e osmótica do
organismo.
Algumas espécies de bactérias possuem uma cápsula uniforme,
espessa e viscosa, atribuindo uma proteção extra contra a penetração
de vírus (bacteriófagos), resistência à ofensiva dos glóbulos brancos
(fagocitose), além de proporcionar adesão quando conjuntas em colônia.
Considerando o aspecto estrutural geral, uma bactéria é basicamente
constituída por uma membrana plasmática. Podendo essa invaginar,
formando uma dobra (mesossomo) concentrada em enzimas
respiratórias.
Mergulhados no hialoplasma existem: um único filamento de DNA
circular, contendo todas as informações (genes) necessárias ao
funcionamento biológico bacteriano; vários ribossomos dispersos no
hialoplasma; e grãos de glicogênio, utilizados como reservatório de
nutrientes.
O material genético localiza-se normalmente em uma região chamada
de nucleoide, havendo, em alguns casos, moléculas menores de DNA
(os plasmídeos), contendo genes que desempenham funções diversas,
por exemplo: resistência a antibióticos e ação tóxica injetada em
bactérias competidoras, induzindo a degradação (morte).
As locomoções de muitas bactérias ocorrem por batimento flagelar,
longos filamentos formados por fibrila, um arranjo estrutural diferenciado
dos flagelos de eucariotos. Outros anexos como os pelos ou fimbrias
também podem auxiliar no deslocamento, intercâmbio (conjugação) de
material genético entre bactérias ou até mesmo facilitar a aderência e
infecção a um hospedeiro.
De acordo com a forma e afinidade colonial das bactérias, elas podem
ser classificadas em: cocos, bacilos, espirilo, vibriões, estafilococos,
sarcina, estreptobacilos, diplococos ou estreptococos.
Bactérias Exóticas
Micoplasma - Exemplo de Bactéria Exótica
As bactérias, assim como outros seres vivos, apresentam uma grande
variedade de formas de acordo com as propriedades exigidas pelo meio
ambiente para sua sobrevivência. Desta forma, podemos ter diferentes
formas de bactérias – cocos, bacilos, espirilos, vibriões. A maior parte
das bactérias não apresenta risco ao ser humano e uma grande parte é
utilizada por este para produção de alimentos, bebidas e produção de
medicamentos.
Existem, entretanto, bactérias que apresentam características que as
diferenciam até mesmo das outras presentes em seu próprio grupo.
Bactérias que se enquadram neste grupo, dito “exótico”,
sãoActinomicetos, Mixobactérias, Micoplasma, Clamídias e Rickétts
ias.
As actinomicetos são bactérias que dificilmente apresentam
característica patogênica, sendo que algumas espécies deste grupo
possuem uma grande importância para nossa saúde, uma vez que
sintetiza estreptomicina, um antibiótico. Isso mesmo, algumas bactérias
desse grupo produzem antibiótico! Os actinomicetos formam colônias
filamentosas muito semelhantes a fungos, vivendo em sua maioria no
solo onde representam de 10 a 50% das bactérias presentes.
Normalmente desempenham um importante papel no equilíbrio
ecológico do solo ao decompor compostos que não são degradados por
outras bactérias ou fungos.
As mixobactérias são bactérias coloniais que habitam ambientes ricos
em matéria orgânica em decomposição. Apresentam como
característica “exótica” o fato de, em momentos em que a oferta de
alimento reduz consideravelmente, os indivíduos desta colônia se
reunirem e formarem um aglomerado com mais de 100 indivíduos,
considerados um corpo de frutificação. Os indivíduos presentes na
porção superior deste corpo de frutificação são chamados de mixóporos
e apresentam especializações para resistirem às mais diversas
condições ambientais. Quando esses mixóporos encontram ambiente
favorável para seu desenvolvimento estes rompem a proteção criada e
passam a se multiplicar originando uma nova colônia.
Em relação aos micoplasmas, estas são bactérias muito pequenas que
podem apresentar vida livre, enquanto outras são parasitas. Podem se
organizar em colônias filamentosas que em muito se assemelham aos
fungos, daí a nomenclatura mico (do termo myco, que significa fungo).
Fazem parte dos microrganismos que habitam naturalmente a boca do
homem. Em razão do seu reduzido tamanho, os micoplasmas são os
menores seres vivos a apresentar vida livre e autoreplicação, entretanto
apresentam uma grande sensibilidade à variação de temperaturas. Suas
apresentações patogênicas apresentam doenças em animais e em
seres humanos. Em humanos, os micoplasmas podem ocasionar formas
de pneumonias, infecções no trato urinário, aborto espontâneo e seu
estudo tem demonstrado uma presença constante em homens e
mulheres de forma inicialmente assintomática, chegando a alguns casos
a 80% das mulheres examinadas.
As clamídias e rickéttsias são parasitas intracelulares, vivendo dentro
de outras células, onde conseguem se multiplicar. Apresentam parede
celular semelhante às bactérias gram negativas, mas estudos atuais não
comprovam a presença de proteoglicanos. Têm como característica
evolutiva o fato de produzirem, durante seu ciclo de vida, formas
resistentes, semelhantes a esporos, que podem ser liberados no ar. Por
ser um parasita obrigatório, necessitam completamente dos nutrientes
das células parasitadas para obter sua alimentação, sendo capazes,
inclusive, de fosforilar compostos no citoplasma da célula hospedeira.
Dessa forma, a clamídia se apresenta como uma das mais agressivas
doenças sexualmente transmissíveis.
Além disso, as rickéttsias também são parasitas intercelulares, mas
não apresentam a formação de indivíduos resistentes para
disseminação. Esse microrganismo não consegue viver fora do corpo do
hospedeiro e desta forma sua transmissão é direta. Comumente parasita
insetos e carrapatos, o que favorece sua disseminação. Os sintomas
mais comuns da infecção por rickéttsias são febre alta e alterações na
permeabilidade dos capilares, que favorecem a ocorrência de
hemorragias.
Fabrício Alves Ferreira
Graduado em Biologia
Equipe Brasil Escola
Brucelose, cancro mole, cárie dentária e cistite
Streptococcus mutans: bactérias responsáveis pela cárie.
Brucelose (febre de malta): esta doença, cujos agentes responsáveis
são bactérias do gênero Brucella, é transmitida pela manipulação ou
ingestão de carne, leite ou derivados de animais contaminados, e que
não passaram por processo de pasteurização. Desta forma,
profissionais que trabalham com estes animais têm mais riscos de se
contaminarem por esta bactéria. Pode se manifestar de forma
assintomática ou, na forma aguda, o paciente apresenta acessos de
febre alta, geralmente ao fim da tarde, além de calafrios, palidez e
cefaleia.
Cancro mole: causado pela Hemophilus ducreyi, é uma doença
sexualmente transmissível que causa lesões dolorosas, de base mole,
na região genital. Podem também surgir ínguas purulentas. Para
tratamento, é necessário o uso de antibióticos e abstinência sexual.
Cárie dentária: é geralmente o resultado de uma higiene bucal não
satisfatória. Como a Streptococcus mutans, típica da cavidade bucal, se
alimenta de carboidratos, tal condição permite com que esta tenha uma
grande disponibilidade destas substâncias orgânicas. Assim, para sua
digestão, libera ácidos que destroem os tecidos dentários e provocam
deteriorações características.
Cistite: caracterizada pela inflamação da bexiga urinária, causando
ardor ao urinar, pode ser provocada pela Escherichia
coli ou Staphylococcus saprophyticus: bactérias típicas da abertura
urogenital. Acometendo principalmente mulheres, a transmissão se dá
geralmente pela carência de medidas de higiene mais efetivas e pela
atividade sexual.
Por Mariana Araguaia
Graduada em Biologia
Características da bactéria Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus é uma bactéria causadora de muitas infecções em nosso organismo, inclusive as intoxicações alimentares.
O Staphylococcus aureus é responsável por vários tipos de infecção em nosso organismo
O Staphylococcus aureus é uma bactéria esférica, aeróbia ou
anaeróbia facultativa, gram positiva que cresce na forma de cachos de
uva. Essa bactéria é considerada pelos médicos um problema, já que,
além de provocar infecções, costumam ser encontradas na pele de até
15% dos seres humanos.
É comum termos em nosso organismo, como pele, boca, nariz, intestino,
colônias de bactérias que não nos causam doenças, mas é importante
frisar que essas bactérias não causam doenças somente enquanto
permanecem restritas a esses locais, pois as colônias são verdadeiros
reservatórios de bactérias prontas para invadir o corpo todas as vezes
que o sistema imunológico estiver fragilizado.
As bactérias encontradas na pele ficam esperando apenas uma lesão
para poderem entrar no corpo, e por isso é extremamente importante
lavar bem as feridas, pois vários tipos de infecções no organismo são
causados pelo Staphylococcus aureus, e o tipo mais comum é a
infecção da pele, cuja porta de entrada pode ser até uma pequena
mordida de inseto. O Staphylococcus aureus também é responsável
por infecções como impetigo, terçol, furúnculo, foliculite, mastite
puerperal entre outras.
O Staphylococcus aureus também pode invadir o nosso corpo através
de alimentos contaminados com as toxinas da bactéria, provocando
intensa infecção intestinal, vômitos e diarreia. Esses alimentos podem
ser contaminados na hora de sua manipulação (por pessoas que
estejam contaminadas com a bactéria em secreções nasofaríngeas, ou
com ferimentos nas mãos, abcessos ou acnes). Produtos que não foram
cozidos ou refrigerados adequadamente permitem a multiplicação da
bactéria e a produção da toxina.
Uma vez em nosso organismo, o Staphylococcus aureuspode não
ficar restrito apenas à nossa pele. Se invadir a circulação sanguínea,
poderá atingir qualquer órgão, desencadeando infecções graves, sepse
e choque séptico. Uma das infeções mais temidas, provocadas
pelo Staphylococcus aureus, é a endocardite, no coração, mas outras
infecções possíveis são a pneumonia, a pielonefrite e osteomielite.
Infecções causadas por essa bactéria são tratadas com os derivados de
penicilina, e nos casos mais graves é feita a internação hospitalar.
PorPaulaLouredo
Graduada em Biolgia
Cólera, coqueluche, difteria e disenteria bacilar
As vacinas DTP (tríplice bacteriana) e DTP-Hib (vacina tetravalente) protegem contra a coqueluche, difteria e outras doenças bacterianas.
Cólera: provocada pelo Vibrio cholerae, causa diarreias esbranquiçadas
devido à liberação de toxinas no intestino delgado, provocando a
liberação de água e sais minerais pelas células ali presentes. Tal fator
pode provocar a morte por insuficiência renal, aproximadamente um dia
após o surgimento dos sintomas, caso não seja feito o tratamento
adequado. A infecção se dá pela ingestão de água e alimentos
contaminados pelas fezes de pessoas acometidas.
Coqueluche: a Bordetella pertussis é a responsável pelas tosses
intensas. Como estas são sucessivas, deixam o indivíduo sem respirar
até que cessem, fazendo com que, ao retomar o fôlego, reproduza um
som de guincho, bem característico. Esta bactéria é transmitida pela
inalação de gotículas de saliva contendo o agente transmissor,
geralmente eliminadas na fala, tosse ou espirro de pessoas
contaminadas. Há vacina contra a coqueluche.
Difteria (crupe): acometendo principalmente crianças, é transmitida
pela inalação de secreções respiratórias contendo a
bactéria Corynebacterium diphteriae. Graças à toxina que libera, o
paciente tem órgãos do sistema respiratório, como as tonsilas e faringe,
afetados. Por esse motivo, pode causar a morte por asfixia. Febre e
dificuldade de falar e engolir - principalmente devido a uma membrana
que surge na garganta - são manifestações características. Existe
vacina preventiva.
Disenteria bacilar (shigelose): causada por bactérias do gênero
Shigella, provoca diarreias aquosas e severas devido à ação de suas
toxinas, liberadas no intestino delgado. Sua infecção se dá pela ingestão
de água ou alimentos contaminados por fezes de pessoas doentes.
Pode causar desidratação e, em casos mais severos, convulsões.
O MINISTÉRIO DA SAÚDE ADVERTE:
A automedicação pode ter efeitos indesejados e imprevistos, pois o
remédio errado não só não cura como pode piorar a saúde.
Por Mariana Araguaia
Graduada em Biologia
Doença péptica, erisipela e escarlatina
“Língua de framboesa”: sintoma característico da escarlatina.
Doença péptica: é caracterizada por lesões na mucosa do estômago,
causando gastrites ou, em casos mais graves, úlceras. Dor de cabeça,
incômodos estomacais semelhantes à sensação de fome e queimação
são seus principais sintomas. Em casos mais graves, pode provocar
fezes e/ou vômito contendo sangue. O agente responsável por esta
doença é a Helicobacter pylori, esta que pode ser encontrada no
estômago sem, no entanto, causar danos.
Erisipela: causada pela Streptococcus pyogenes, geralmente o
contágio se dá por meio de lesões cutâneas, principalmente frieiras. Ao
penetrar estas regiões, a bactéria se propaga pelos vasos linfáticos e
pode provocar, além de manchas avermelhadas pela pele, febre alta,
calafrios, dor de cabeça, náuseas e vômitos. O tratamento deve ser feito
de forma criteriosa, já que reincidivas podem ocorrer.
Escarlatina: também causada pela Streptococcus pyogenes, suas
toxinas provocam, inicialmente, dor de garganta, febre, dores
musculares, náuseas e vômito; e a língua se apresenta com saliências
de aspecto que se assemelha à framboesa. Após este estágio, surgem
erupções cutâneas e pontos vermelhos brilhantes que se estendem
desde o peito e a nuca até todo o corpo, sendo que palmas das mãos e
pés, e a região em volta da boca se apresentam pálidos. Esta doença é
transmitida pela inalação de gotículas de saliva e secreções contendo as
bactérias e, não sendo adequadamente tratada, pode provocar dores
articulares, convulsões, hemorragias internas e inflamação dos rins e
tímpanos.
Por Mariana Araguaia
Graduada em Biologia
Febre maculosa, febre reumática e febre tifoide
Indivíduo acometido pela febre maculosa
Febre maculosa: causada pela Rickettsia rickettsii, transmitida pela
picada do carrapato-estrela (Amblyomma cajannense), provoca febre
alta, dores de cabeça e musculares, além de vômito. Como este
organismo ataca os vasos sanguíneos, a doença provoca hemorragias
subcutâneas, estas identificadas pela presença de manchas
avermelhadas que surgem na pele, das extremidades para o centro do
corpo. Quando não tratada de forma correta, pode ser fatal.
Febre reumática: tem como principal agente causador a Streptococcus
pyogenes, mas pode ser desencadeada pela infecção de outras
espécies de estreptococos. A transmissão se dá pelas vias respiratórias,
ao entrar em contato com saliva ou secreções nasais de pessoas
acometidas pela doença. Ao penetrar no organismo, a bactéria provoca
dores articulares e, em casos mais raros, em indivíduos pré-dispostos,
uma reação exagerada do sistema imunitário. Neste último caso, o
organismo produz anticorpos que acabam por afetar o organismo do
paciente, podendo este desenvolver complicações dermatológicas ou
relacionadas ao sistema cardíaco ou nervoso.
Febre tifoide: esta doença, causada pela Salmonella thypi, é
transmitida pela ingestão de água ou alimentos contaminados pelas
fezes de indivíduos acometidos. Provoca, inicialmente, febre e dor de
cabeça. Mais tarde, tais sintomas cessam, dando lugar a um quadro
diarreico, este resultante das ulcerações que a bactéria provoca no
intestino. Caso não seja tratada, pode causar confusão mental
progressiva e, em alguns casos, a morte.
Por Mariana Araguaia
Graduada em Biologia
Gangrena gasosa, gastrenterite, gonorreia e hanseníase
Clostridium perfringens: bactéria responsável pela gangrena gasosa
Gangrena gasosa: ao contaminar ferimentos necrosados, a Clostridium
perfringens libera toxinas que provoca inchaço e, progressivamente, a
destruição dos tecidos adjacentes. Não tratada a tempo, esta
enfermidade pode provocar hipotensão, insuficiência renal, coma e
morte. Como os esporos desta bactéria geralmente são encontrados no
solo, proteger ferimentos, pelo menos ao entrar em contato com este
ambiente, é essencial.
Gastrenterite (diarreia do viajante): causada pela Escherichia coli, o
indivíduo sofre de diarreias de intensidade leve a moderada, podendo
estar acompanhada de vômito e febre. É transmitida pela ingestão de
água ou alimentos contaminados pelas fezes de indivíduos doentes.
Geralmente se cura espontaneamente, após alguns dias, sem
necessidade do uso de medicação ou outros procedimentos adotados
em outros casos de diarreias - exceto no que se diz respeito à
reidratação oral.
Gonorreia (blenorragia): esta doença sexualmente transmissível
provoca dor, ardência e eliminação de pus ao urinar. Provocada
pela Neisseria gonorrhoeae, pode também ser transmitida de mãe para
filho, durante a gestação. Neste caso, o bebê corre riscos de ter seus
olhos e visão comprometidos: é a oftalmia neonatal.
Hanseníase (lepra): A Mycobacterium leprae, ou bacilo de Hansen,
como é popularmente conhecida, é transmitida pelas vias respiratórias,
ou por meio de fissuras cutâneas. Afeta a pele, mucosas e nervos,
provocando lesões de pouca ou nenhuma sensibilidade. Dependendo do
grau de comprometimento, a pessoa acometida pode se recuperar
completamente. Assim, quanto mais precoce o auxílio médico, maiores
são estas chances.
História das Bactérias
Bactérias – essenciais para nossa vida e a do planeta!
As bactérias são os seres mais antigos da Terra e estão presentes em
quase todos os lugares – ar, água, solo, ar, poeira e até em vulcões; e
por isso são consideradas os seres vivos mais abundantes do planeta.
Exemplo dessa abundância está no fato de haver em nosso próprio
organismo maior quantidade de bactérias do que de células... Isso
mesmo! Temos aproximadamente 10 vezes mais bactérias em nosso
corpo do que células humanas.
Estes microrganismos apresentam papel importante na manutenção da
vida e do equilíbrio dos ecossistemas, atuando como decompositores
fixadores de nitrogênio e desnitrificantes. Em nosso organismo, o papel
desempenhado por estes microrganismos também é essencial, uma vez
que graças à quantidade de bactérias presentes em nosso intestino, por
competição, outras bactérias patogênicas não encontram um meio
adequado para se instalar. Graças a elas também conseguimos
absorver determinados nutrientes por elas produzidos durante a
fermentação dos alimentos que ingerimos.
Podemos destacar outros papéis úteis das bactérias ao homem na
produção de alimentos, fabricação de queijos e bebidas, e na indústria
química, na produção de determinados fármacos.
Assim, antes de condenarmos esses microrganismos pelas inúmeras
enfermidades, devemos saber que somente uma pequena parte das
bactérias é patogênica, ou seja, causadora de doenças.
Quanto a sua descoberta, ocorreu por acaso, quando um negociante
holandês, Leewenhoek, ainda no século 16, estava observando resíduos
de alimentos retirados de seus próprios dentes. Este comparou as
minúsculas estruturas encontradas a outras, presentes em diversos
materiais, como água parada e sujeira. Leewenhoek descreveu essas
estruturas, em formato de bastonetes, como pequenos animais
(animáculos).
Entretanto, somente no século 19, o estudo das bactérias se
desenvolveu, graças aos trabalhos realizados pelo médico alemão Koch,
que descobriu que o causador de uma doença que acometia o gado era
na verdade uma bactéria. A fama de vilã não parou por aí. O
pesquisador francês Pasteur contribuiu grandemente para estudo destes
microrganismos e de tanto estudar as bactérias patogênicas passou a
temê-las, chegando ao ponto de não mais pegar na mão das pessoas e
a desenvolver uma mania incontrolável de limpeza, tudo para evitá-las.
As bactérias são seres procariontes, ou seja, não apresentam material
genético protegido por membrana, desta forma, ao ser vista no
microscópio óptico não apresenta núcleo. Podem se apresentar de
diferentes formatos – cocos, bacilos, espiroquetas e vibrião.
As bactérias, por sua enorme distribuição e pelo tempo de vivência em
nosso planeta, apresentam diversas formas de nutrição, advindas da
evolução de sua espécie. Dessa maneira, elas podem ser classificadas
como:
Autótrofas, as que produzem seu próprio alimento. Neste caso, existem
bactérias que possuem a capacidade fotossintetizante (na qual a fonte
de energia é a luz) e quimiossintetizante (na qual a fonte de energia
provém das reações de oxirredução).
Heterótrofas, as que se alimentam de nutrientes de outros seres vivos,
podendo ser: saprófagas (as que se alimentam de organismos mortos)
ou parasitas (as que se alimentam de organismos vivos). Uma vez
absorvido o alimento, a bactéria pode realizar os processos de
respiração aeróbico, anaeróbico ou a fermentação para a produção de
energia a partir dos nutrientes consumidos.
FabrícioAlvesFerreira
Graduado em Biologia
Impetigo, leptospirose, meningite e tétano
Criança acometida pelo impetigo
Impetigo: é causada pela Staphylococcus aureus ou Streptococcus
pyogenes. A infecção causada pela Streptococcus causa pequenas
lesões com pus, formando, mais tarde, crostas. Já quando as
Staphylococcus são as responsáveis, surgem bolhas de paredes finas
que, ao se romperem, deixam a pele inflamada e úmida. Estas bactérias
penetram na pele por meio de feridas ou fissuras preexistentes, pelo
contato direto com as lesões de pessoas acometidas, objetos ou
utensílios contaminados por essas.
Leptospirose: a Leptospira interrogans é responsável por esta doença,
sendo liberada na urina de animais, como ratos e cães. O contato com a
água, solo, alimentos e objetos contaminados pelas bactérias propicia o
contágio humano, com sintomas que incluem febre e dor de cabeça,
músculos e articulações. Podem surgir lesões na pele e também
acometer pulmões, rins e fígado, com riscos de levar o indivíduo a óbito,
caso não seja tratado a tempo. Existem vacinas somente para uso em
animais, como cães, bovinos e suínos, sendo recomendada sua
aplicação anual. Pessoas doentes não transmitem a doença a outras
pessoas.
Meningite: nesta doença, cujas bactérias responsáveis são Neisseria
meningitidis, Hemophilus influenzae ou Streptococcus pneumoniae; o
indivíduo acometido geralmente sente dor de cabeça intensa, febre e
rigidez da nuca, devido ao comprometimento das meninges. Episódios
de vômito também são comuns. É transmitida pela inalação de gotículas
de secreções respiratórias de pessoas doentes. É imprescindível o
auxílio médico, já que pode evoluir a óbito. Existe vacina preventiva.
Tétano: lesões profundas da pele, ao entrarem em contato com esporos
da Clostridium tetani, provocam contrações musculares capazes de
provocar morte por asfixia devido à ação de sua toxina - caso não seja
feito, em tempo hábil, o tratamento para a doença. A utilização da vacina
e do soro são medidas importantes para evitar os problemas provocados
por este micro-organismo.
Por Mariana Araguaia
Graduada em Biologia
Equipe Brasil Escola
Peste, pneumonia, salmonelose e sífilis
Lesões típicas da sífilis secundária
Peste: causada pela Yersina pestis, esta penetra no organismo por meio de lesões provocadas
por animais infectados (como a pulga-do-rato, Xenopsylla cheopis). Multiplicando-se no interior
dos macrófagos, tem como sintomas: inchaço dos linfonodos e febre. A infecção também pode
se manifestar nas vias aéreas, provocando sintomas semelhantes aos da gripe, mas com
eliminação de pus e sangue ao tossir. Sem tratamento, o quadro evolui a óbito em
aproximadamente uma semana.
Pneumonia: com sintomas que incluem febre, dificuldades respiratórias, dores no peito e tosse
com expectoração; esta doença causada pela Streptococcus pneumoniae ou Diplococcus
pneumoniae, tem como meio de transmissão as secreções respiratórias de pessoas infectadas.
Além do tratamento farmacológico, indicado pelo médico, é necessário repouso.
Salmonelose: provocada por bactérias do gênero Salmonella, a infecção se dá pela ingestão de
alimentos como ovos, carne, leite e derivados, ou alimentos manipulados sem os devidos
cuidados relativos à higiene. Invadindo o sistema digestório, provocam febre, dores abdominais,
cólica e diarreia. Existe o risco destes micro-organismos atingirem os vasos sanguíneos e
linfáticos, podendo causar complicações graves em caso de crianças, idosos ou indivíduos
imunocomprometidos.
Sífilis: a Treponema pallidum se manifesta com a formação de lesões endurecidas e pouco
dolorosas na região genital, sendo, mais tarde, acompanhadas de lesões nas mucosas e pele -
inclusive nas palmas das mãos e pés. Febre, dor no corpo e de cabeça e indisposição podem
também surgir. Em um terceiro estágio, caso não seja feito um tratamento efetivo, a bactéria
atinge o sistema nervoso. O contágio se dá por meio de relação sexual desprevenida, com
indivíduo acometido, ou de mãe gestante para o feto.
Por Mariana Araguaia
Graduada em Biologia
Equipe Brasil Escola
Reino Monera ou Reinos Archaea e Bacteria? Reinos ou Domínios?
Cocos gram-positivos
No Reino Monera considera-se inclusos os organismos vivos
procariontes, ou seja: sem carioteca. Outras diferenças entre
procariontes e eucariontes consistem nos primeiros possuírem um
simples cromossomo, constituído por uma única molécula circular de
DNA, sendo o genoma organizado neste.
Entretanto, essa classificação está cada vez mais em desuso, uma vez
que análises mais profundas foram feitas, percebendo-se que esses
indivíduos poderiam ser divididos em dois reinos distintos (o mesmo
aconteceu com os protistas).
Assim, integrantes do Reino Monera passaram a ser considerados os
reinos Archaea e Bacteria, sendo os outros seres vivos divididos nos
reinos Animalis, Fungi, Plantae, Archezoa, Protista e Chromista – os três
últimos englobam os organismos que eram pertencentes ao reino
Protista. Essa classificação é chamada de sistema de oito reinos.
Há, ainda, outra forma de se avaliar os seres vivos, denominado sistema
de três domínios, nos quais são divididos nos domínios Arquea, Bacteria
e Eukarya. Esses se diferem daqueles quanto à composição do RNA
ribossômico, estrutura da parede celular e metabolismo.
As diferenças entre os reinos Arquea e Bacteria consistem no fato de
que as primeiras não possuem peptideoglicanos na parede celular,
conseguem produzir metano como resíduo do metabolismo e têm
capacidade de sobreviver em ambientes extremos de vida, como
crateras de vulcões e regiões extremamente salinas.
Bactérias são representadas por bactérias, cianobactérias, rickéttsias
(parasitas intracelulares minúsculos!) e micoplasmas (os menores
organismos capazes de se autorreplicar). Quanto às bactérias, a
membrana plasmática é recoberta pela parede celular e, em algumas
espécies, há a presença de uma cápsula. A parede celular é que auxilia
na classificação das Bactérias, uma vez que são responsáveis pela
suscetibilidade a doenças e coloração pelo método de Gram. As Gram-
positivas são sensíveis à sulfa e possuem parede formada basicamente
de uma só camada, colorando de cor violeta na Coloração de Gram; as
Gram-negativas são sensíveis à penicilina, possuem parede formada de
duas camadas e ficam com cor rosa ao serem coradas. Essas últimas
são consideradas mais perigosas, uma vez que suas paredes são
menos permeáveis a antibióticos.
Reprodução das bactérias As bactérias são seres microscópicos que se reproduzem assexuadamente por divisão binária, também chamada de cissiparidade.
As bactérias realizam somente reprodução assexuada
As bactérias são organismos microscópicos pertencentes ao Reino
Monera. São organismosprocariontes, ou seja, desprovidos de
carioteca (membrana que reveste o núcleo celular) e por esse motivo o
seu material genético se encontra espalhado no citoplasma celular.
As bactérias se reproduzemassexuadamente por um processo
chamado divisão binária, também conhecida
como cissiparidadeou bipartição.
A divisão binária ocorre quando uma bactéria duplica o seu material
genético e logo em seguida se divide, originando duas bactérias
idênticas a ela. Uma bactéria, quando em condições ideais de
temperatura e nutrientes, leva aproximadamente vinte minutos para
completar todo o processo de divisão. Agora, imagine, se a cada vinte
minutos surgem duas novas bactérias, quantas surgirão num período de
24 horas?
Algumas bactérias (principalmente as do
gênero Clostridium e Bacillus), quando em condições desfavoráveis,
desidratam-se formando estruturas muito resistentes chamadas
de endósporos. Essas estruturas são capazes de resistirem a altas
temperaturas, à falta de água e até à ação de substâncias que, na
maioria das vezes, matam micro-organismos. Quando encontram
condições ambientais favoráveis, os endósporos se reidratam e a
bactéria se reconstitui, voltando a se reproduzir por divisão binária. O
combate aos endósporos bacterianos é um grande desafio para a
indústria de alimentos e para a medicina, pois, como vimos, eles são
extremamente difíceis de serem exterminados.
As bactérias não apresentam nenhum tipo de reprodução sexuada,
e sim recombinação genética que pode ocorrer
por transformação, transdução ou conjugação.
A transformação ocorre com algumas bactérias que conseguem
absorver fragmentos de DNA que se encontram dispersos no meio.
Esses fragmentos são incorporados ao material genético das bactérias
transformando-as.
Na transdução bacteriana ocorre troca de material genético entre
bactérias com a participação de um bacteriófago.
A conjugação bacteriana, assim como ocorre na transformação e
na transdução, é a passagem de DNA de uma célula doadora para uma
receptora. No caso da conjugação, é necessário o contato entre as
células bacterianas, sendo que a doadora possui um plasmídio
conjugativo, que possui genes que codificam, por exemplo, para o pili F
(F= fertilidade). Este se liga a célula bacteriana receptora e recebe uma
fita do Plasmídio (lembre-se que plasmídio são moléculas de DNA
extracromossomal). Como as fitas são complementares, a que ficou
serve de molde para outra fita e a que foi para outra célula também. A
conjugação é uma forma de recombinação genética entre as
bactérias. Como não há aumento no número de células bacterianas,
não pode ser considerada uma forma de reprodução.
PorPaulaLouredo
Graduada em Biologia
Tifo endêmico, tifo epidêmico, tracoma e tuberculose
Bactéria responsável pela tuberculose.
Tifo endêmico (tifo murino): causado pela Rickettsia typi, esta é
transmitida pela picada da pulga-do-rato (Xenopsylla cheopis),
provocando dores de cabeça, calafrios, febre, dores no corpo e
articulações, além de manchas vermelhas por, aproximadamente,
quinze dias. Há registros desta doença apenas nos estados da região
Sudeste.
Tifo epidêmico (tifo exantemático): provocado pela Rickettsia
prowazekii, tem como agente transmissor o piolho-do-corpo (Pediculus
humanus corporis). As bactérias liberadas juntamente com as fezes
destes artrópodes penetram no corpo por meio de lesões provocadas
pelo ato de coçar. Assim, provocam febre alta e persistente, além de
manchas avermelhadas pelo corpo. A doença de Brill-Zinsser,
caracterizada pelo acometimento do sistema imune, é uma complicação
que pode surgir anos depois, com condições de causar a morte do
paciente.
Tracoma: inflamação da conjuntiva e córnea provocada pela Chlamydia
trachomatis; sendo uma das principais causas de cegueira de indivíduos
de países em desenvolvimento. De natureza crônica, provoca
lacrimejamento, fotofobia, obstrução da visão e surgimento de folículos
na pálpebra superior. A cicatrização deste processo inflamatório altera a
conformação dos cílios, permitindo com que estes arranhem a córnea,
propiciando a perda da visão, a longo prazo. Sua transmissão se dá pelo
contato de olho para olho ou mãos contaminadas; ou indireta, por meio
de vestuários ou mosquitos que tiveram contato prévio com os olhos de
indivíduos acometidos.
Tuberculose: causada pela Mycobacterium tuberculosis, conhecida
também como bacilo de Koch, compromete pulmões provocando tosse,
febre, fadiga e, em casos mais avançados, expectoração com sangue.
Responsável pela morte (e muitas produções) de escritores brasileiros,
como Álvares de Azevedo, Castro Alves, Casimiro de Abreu e Manuel
Bandeira, pode ser prevenida por meio da vacinação e tratamento dos
doentes, já que sua transmissão se dá pela inalação de gotículas
respiratórias eliminadas por estes.
Por Mariana Araguaia
Graduada em Biologia
Equipe Brasil Escola
Arqueobactérias
A vida mais primitiva na Terra pode ter surgido a temperaturas de 75ºC ou ainda mais altas. Aberturas de água quente no chão do mar e outros locais, têm abrigado o que cientistas chamam de micróbios termófilos, essencialmente, “amantes do calor”. Em 1977, em um anúncio atordoante, Carl Woese, da Universidade de Illinois, anunciou a descoberta de uma nova forma de vida entre os termófilos. Eles foram denominados archaea ou archaebacteria, o que significa "os antigos".
As arqueobactérias são um grupo heterogêneo, de organismos procarióticos, filogeneticamente distante das eubactérias. Ele inclui seres anaeróbios, aeróbios, autótrofos, heterótrofos, termófilos, acidófilos, halófilos, fotossintetizantes, etc., constituindo um grupo bastante diverso. Os principais pontos de distinção entre arqueobactérias e eubactérias são: paredes celulares, fosfolípedes de membrana, síntese protéica e fatores genéticos. Quando foram descritas, acreditava-se que as arqueobactérias eram organismos que eram encontrados quase que exclusivamente em ambientes extremos da vida. Entretanto, recentemente, houve uma mudança nesse ponto de vista. Encontrou-se várias eubactérias e organismos eucarióticos que sobrevivem também em ambientes extremos e descobriu-se que boa parte das arqueobactérias pode
viver também em ambientes normais. Dessas arqueobactérias mesofílicas, foi descrito recentemente que cerca de 20% da biomassa de picoplancton marinho é composto por arqueobactérias. Entretanto, as arqueobactérias parecem ser os únicos organismos descobertos até o presente dia que podem sobreviver a temperaturas acima de 95ºC e o fenótipo hipertermofílico só é encontrado neste domínio da vida. Um outra característica exclusiva de archaea é o metabolismo metanogênico, não se conhece eubactérias nem eucariotos capazes de produzir metano como resíduo de seu metabolismo.
Como um grupo, as arqueobactérias são morfológica e fisiologicamente variadas. Muitas apresentam propriedades únicas que as permitem habitar ambientes caracterizados por condições extremas de temperatura, pH, salinidade, pressão e/ou anaerobiose. Essa notável capacidade tem estimulado esforços imensos para entender as adaptações que as possibilitam viver nos extremos da vida e a sondar aplicações biotecnológicas de seus componentes celulares hiperestáveis. Isso é particularmente verdadeiro em relação às suas enzimas, que possuem a capacidade de permanecerem cataliticamente ativas em tais condições, que limitam a existência de várias outras formas de vida. Tal capacidade pode servir como uma resposta potencial aos conflitos biotecnológicos entre condições industriais e a fragilidade dos compostos biológicos. Além disso, o metabolismo sem igual das arqueobactérias pode aumentar o repertório de catalisadores substancialmente disponível para reações de biotransformação.
Morfologicamente as arqueobactérias e eubactérias são bastante similares e não teria sido possível a descoberta desse novo grupo de organismo não fosse os recentes avanços da biologia molecular. Apesar de que alguns poucos caracteres fisiológicos permitem a distinção entre archae, eubactéria e eucariotos, a distinção entre eles só pode ser feita corretamente através do sequenciamento de DNA. Portanto, a definição de uma arqueobactéria deve permanecer filogenética, e não fenotípica.
Filogenia bacteriana
Através do sequenciamento do rRNA foi revelada uma filogenia antes imprevisível, sendo que antes desse evento só eram observados os caracteres fenotípicos apresentados pelos organismos. Essa filogenia molecular, obtida primeiramente através do sequenciamento do rRNA de diferentes organismos
mostrou que a vida na terra consiste principalmente de 3 linhagens principais, sendo que duas delas são compostas apenas de seres microbianos e procariotos. As três linhagens ou os três domínios da vida seriam: as bactérias, as arqueobactérias e os eucariotos. O termo domínio é utilizado hoje como o maior nível taxonômico de todos, a ser utilizado acima de reino.
A visão tradicional da biologia, como sendo vista dividida em 5 reinos: monera, protista, fungos, plantas e animais já está bastante ultrapassada e não se baseia em nenhuma característica biológica bem definida, consistindo apenas de uma subdivisão baseada no senso comum. A visão recente, onde os domínios tornam-se um grupo taxonômico acima de reino é muito mais correta e embasada filogeneticamente e deve, em algum tempo, substituir a visão tradicional.
A árvore filogenética universal, que pode ser vista abaixo, mostra a posição evolutiva dos três maiores grupos de seres vivos que habitam a Terra. Pode-se notar que os eucariotos não tiveram uma origem recente e são, na verdade, tão antigos quanto os procariotos. Antes dos eventos endossimbióticos que deram origem aos eucariotos atuais existiram seres eucariotos sem organelas habitando a terra e esses organismos dividiram ancestrais comuns com as outras duas linhas evolutivas.
A raiz da árvore filogenética dos seres vivos ou o ancestral comum aos três domínios é conhecido como LUCA (Last Universal Cellular Ancestor). As características desse ancestral têm sido procuradas analisando as características comuns e as características diferentes entre os três domínios da vida. Analisando tais características chega-se à conclusão de que a linha evolutiva desse ancestral universal se dividiu em duas, uma das quais deu origem às Eubactérias e a outra que deu origem às Arqueobactérias e aos Eucariotos, que seriam grupos irmãos. Essa segunda linha teria se dividido logo depois dando origem aos dois grandes domínios. Através dessa análise podemos chegar à conclusão que um dos grupos de procariotos, as arqueobactérias, têm mais em comum com o grupo dos eucariotos do que com o outro grupo de procariotos.
Algumas características apontam para o fato de que as arqueobactérias teriam se divergido na árvore da vida num ponto mais perto do ancestral universal. Isso sugere que as arqueobactérias permanecem, ainda hoje, sendo os organismos
mais similares ao ancestral comum universal. O fato das arqueobactérias estarem presentes em uma grande diversidade de ambientes extremófilos sugere também sua mais próxima ligação com a raiz da árvore filogenética, sendo que as condições ambientais presentes na origem da vida na Terra eram extremas.
Fenótipos de Arqueobactérias
Após serem divididos os três grandes domínios à partir do sequenciamento do rRNA, estudos subsequentes mostraram que cada domínio está associado a uma série de fenótipos. Alguns desses fenótipos são únicos de cada domínio, enquanto outros são compartilhados entre dois domínios ou até por todos os três.
Paredes celulares
Pode-se dizer que, apesar de algumas poucas exceções, todas as bactérias possuem parede celular composta de peptideoglicanos. Já os eucariotos podem não possuir paredes celulares ou possuir paredes celulares compostas de celulose ou quitina. Já nas arqueobactérias pode existir uma enorme variedade de paredes celulares, entretanto, nenhuma delas é composta de peptideoglicanos.
Grande parte das halófilas, assim como as hipertermófilas e as metanógenas, contém parede composta de glicoproteínas. Certas halófilas produzem parede composta de um heteropolissacarídeo sulfatado, algumas metanógenas produzem um tipo diferente de peptideoglicanos (pseudopeptideoglicano), outras fazem uma parede composta de polissacarídeos extremamente ácidos, mas a maioria das metanógenas possui proteína na parede celular.
Lipídios
A natureza da membrana lipídica é o critério não genético mais utilizado para a diferenciação entre bactérias e arqueobactérias.
Bactérias e eucariotos sintetizam os lipídios de membrana com um esqueleto consistindo de ácidos graxos ancorados através de uma ligação éster com uma molécula de glicerol.
Diferentemente, os lípides de arqueobactérias consistem em moléculas que possuem ligação éter. Na ligação éster os ácidos
graxos são moléculas lineares, enquanto na ligação éter esses ácidos podem estar ligados a cadeias de hidrocarbonetos.
Além disso, a quiralidade da molécula de glicerol também difere entre os domínios. Nas eubactérias e arqueobactérias o átomo de carbono central da molécula de glicerol é um estereoisômero R enquanto nos eucariotos ele é um estereoisômero L.
RNA Polimerase
A transcrição do DNA é dependente da RNA polimerase em todos os organismos vivos, sendo que o DNA serve de molde e obtém-se o RNA como produto. As células de bactérias contêm um único tipo de RNA polimerase com estrutura quaternária simples, contendo 4 polipeptídeos. Existem vários tipos de RNA polimerase de arqueobactérias e elas são estruturalmente mais complexas que as de eubactérias, sendo compostas, na maioria das vezes, de cerca de 8 polipeptídeos. As RNA polimerases de eucariotos são as mais complexas contendo, normalmente de 10 a 12 polipeptídeos e os tamanhos de seus peptídeos coincidem mais fortemente com os de arqueobactérias, como pode-se perceber observando o padrão da eletroforese em gel de poliacrilamida mostrada à direita. Além disso, nos eucariotos, são conhecidas mais duas outras RNA polimerases, especializadas em transcrever certas partes específicas do genoma, uma para rRNA e outra para tRNA.
Síntese de Proteínas
Devido às já provadas diferenças na estrutura do rRNA entre os 3 domínios, não é surpreendente que a maquinaria da síntese de proteínas seja diferente entre esses grupos.
Apesar de que os ribossomos de arqueobactérias e eubactérias tenham o mesmo “tamanho” (70S), vários passos na síntese de proteínas das arqueobactérias assemelham-se mais aos eucariotos do que às eubactérias.
A iniciação da tradução sempre se inicia no códon de iniciação (AUG), entretanto nas eubactérias o primeiro tRNA carrega uma metionina modificada chamada formil-metionina, enquanto nos outros dois grupos o tRNA iniciador carrega uma metionina não modificada.
A exotoxina produzida pela bactéria Corynebacterium diphtheriae é um potente inibidor da síntese de proteínas nos eucariotos pois impede o ribossomo de se deslocar durante a síntese de proteínas. Essa toxina também inibe a síntese de proteínas em arqueobactérias, entretanto não afeta as bactérias.
Algumas similaridades funcionais têm sido observadas entre a maquinaria da síntese protéica das arqueobactérias e dos eucariotos. Organismos geneticamente alterados que produziam ribossomos híbridos, contendo a subunidade menor de arqueobactéria e a maior de eucariotos realizavam normalmente a síntese de proteínas na célula. Já ribossomos híbridos de uma eubactéria e de um eucarioto não conseguiram realizar a síntese protéica. Esse resultado reforça as conclusões sobre as relações mais próximas entre arqueobactérias e eucariotos.
Arqueobactérias Halófilas
Certas arqueobactérias são denominadas halobactérias ou bactérias do sal, porque requerem um ambiente que fornece cerca de 17% a 23% de NaCl para um bom crescimento. Elas não crescem em soluções com menos de 15% - mesmo a água do mar não é suficientemente salgada para elas. Portanto, as halobactérias vivem em ambientes altamente salinos, formando uma enorme população de um pequeno e distinto grupos de bactérias, podendo formar colônias imóveis (Halococcus) ou possuírem um flagelo polarizado (Halobacterium). Apesar das diferenças celulares entre esses organismos, eles apresentam inúmeras propriedades em comum, como as adaptações ao alto teor de salinidade e intensa luminosidade à que estão sujeitas em seu habitat natural.
A concentração mínima de NaCl que permite o crescimento varia entre 2,0 e 2,5M, apresentando crescimento ótimo a 4 ou 5M. A concentração de Mg+2 também deve ser alta (algo em torno de 0,025M).
A concentração salina intracelular é no mínimo igual a concentração externa, embora a concentração iônica seja diferente, sendo composta principalmente por Na+, K+ e Cl- .
A estrutura bioquímica da célula (enzimas e ribossomos) não só é tolerante a salinidade excessiva, como a presença de alta concentração de sal é condição primordial para o perfeito funcionamento do metabolismo celular.
Alguma bactérias extremamente halófilas apresentam pigmentos vermelhos (carotenóides) na sua membrana, que funcionam como uma proteção natural à alta intensidade luminosa característica natural do meio onde vivem esse tipo de bactéria.
Arqueobactérias halófilas extremas são aeróbias com um complexo metabolismo nutricional. Desenvolvem freqüentemente um “rastro” colorido (vermelho/ alaranjado) sobre pele de peixes secos e outros alimentos tratados com sal, além de crescerem otimamente em tanques industriais que produzem sal.
Genoma das Halobactérias
O genoma das halobactérias Halobacterium e Halococcus contém componentes com valores de G+C diferentes. A maior parte do DNA bacteriano é formado de 66 a 68% de bases G+C, enquanto a minoria é composta (associadas principalmente a um grande plasmídeo em Halobacterium) por 50 a 70% de G+C. A extensão total do genoma bacteriano das halobactérias contém um elevado número de várias seqüências repetidas tanto no cromossomo quanto no plasmídeo. Pelo menos algumas moléculas tem sua estrutura similar a estruturas moleculares de eubactérias.
Parede celular
O principal constituinte da parede celular são as proteínas ou polissacarídeos. Removendo essa glicoproteína em uma diluição ou por meio do tratamento com proteinases, a parede celular perde sua forma estrutural e acaba sofrendo lise osmótica. Esse componente glicoproteico consiste de 22 a 24 dissacarídeos (glicosegalactose) reunidos via O-glicosídeo vinculado a resíduos de treonina; 12 a 14 trissacarídeos (constituído de glicose-galactose). Após a formação dos oligossacarídeo, ocorre o movimento desse complexo através da membrana por meio de um carreador e transferência de oligossacarídeo para proteína. Hidrólise por pirofosfato regeneram o carreador enquanto simultaneamente ele volta através da membrana. A parede celular de Halococcus se difere química e estruturalmente das paredes celulares de Halobacterium, sendo similar à parede de eubactérias
Gram-positivas. São diferentes tanto em constituição protéica quanto quimicamente, tendo um complexo heteropolissacarídeosulfato, composto de vários açucares neutros, ácido úrico e aminoácidos.
Os glicanos restantes são provavelmente permutados por resíduos de glicina, que liga o grupo amino ao aminoácido e o grupo carboxila ao Halobacterium ácido úrico.
Fotofosforilação em Halobactérias
A maioria das halobactérias são obrigatoriamente aeróbias, entretanto algumas espécies de Halobacterium podem gerar ATP por fotofosforilação. Quando espécies de halobactérias estão sujeitas a competição por limitação de oxigênio, elas sintetizam quimicamente uma modificação em sua parede celular. Em células aeróbias, a membrana celular é vermelha devido a alta concentração de carotenoídes. A transformação para a anaeróbias induz o crescimento e síntese de um novo componente: a membrana púrpura. Essa membrana estabelece uma discreta mancha, que pode vir a cobrir metade (ou mais) da área total da membrana e pode ser facilmente distinguido em elétron micrografia de células congeladas. É composta por lipídeos (25% ) e uma única espécie de pigmento chamado bacteriorrodopsina, devido a sua similaridade com o pigmento rodopsina (os dois pigmentos são estruturalmente muito semelhantes diferindo na fotoquímica). Esse pigmento possui sete regiões de estrutura alfahelicoiodal, orientada transversalmente à membrana, mantendo assim a proteína em contato tanto com o meio externo quanto o meio intercelular. Em presença de luz, o pigmento bacterideofóro age como uma bomba de prótons, convertendo a luminosidade em uma força promotora através da membrana da célula, podendo ser usada para aumentar os níveis de ATP celular. Halobacterium pode gerar ATP anaerobicamente em presença de luz, mas não pode crescer sob essa condição. Fotofosforilação é usada só para aumentar a viabilidade das células em crescimento. A impossibilidade de Halobacterium crescer anaerobicamente, mesmo em presença de luz, reflete a necessidade molecular do oxigênio para a síntese do pigmento retinóide a partir do beta-caroteno. Crescimento fotoheterotrófico ocorre somente se a quantidade de oxigênio no meio é baixa o suficiente para a síntese de bacteriorrodopsina, mas alta o suficiente sintetizar retinóides.
Arqueobactérias Termoacidófilas
As arqueobactérias termoacidófilas compreendem um grupo heterogêneo, definido pela capacidade dos organismos de crescerem em altas temperaturas e baixo pH. Foram identificados dois subgrupos: Sulfobactérias, Termoplasma.
Sulfobactérias
As fontes de ácido quente e solos quentes de todo o mundo contém um número substancialmente alto de seres quimioautotróficos facultativos. A temperatura ótima para seu crescimento varia entre 63ºC a 80ºC e o pH ideal é em torno de 2. A extensão de condições que as sulfobactérias sobrevivem é extremamente variada, com temperaturas que vão de 55o a 85oC e pH variando desde 1 até 5,9. A porcentagem de G+C varia de 60% a 68%.
A parede celular de sulfobactérias é composta principalmente por lipoproteína e carboidratos, que formam uma camada distinta, externa à membrana celular. Portanto, as sulfobactérias em seu habitat natural realizam respiração quimioautotrófica.
Geotermas de vapor ou água quente lançam quantidades suficiente de ferro e sulfato, que é rapidamente oxidado pelo oxigênio em ferro férrico, quimicamente ou biologicamente.
As sulfobactérias oxidam H2S, mas o princípio para essa oxidação ainda não foi revelado. O principal substrato de crescimento parece ser fontes quentes (e também solos quentes) de enxofre, oxidando tal elemento em ácido sulfúrico, responsável pela acidez desse hábitats.
A identificação de um aceptor de elétrons natural removendo a partir do enxofre é pouco provável.
Termoplasmas
Esse grupo de bactérias é caracterizado pela ausência de parede celular, sendo esses seres envolvidos apenas pela membrana citoplasmática. A membrana é composta por lipopolissacarídeo de glicoproteína, que conferem uma rigidez substancial. São seres
anaeróbios facultativos e usam apenas uns poucos mono e dissacarídeos como fonte de energia, sendo seu fator de crescimento satisfeito por um tipo peculiar de oligopeptídeo.
O tamanho do genoma de Termoplasmas foi estimado em 8 x 108 ou 10 x 108 daltons, o que corresponde ao menor genoma conhecido de um organismo de vida livre.
Possuem a habilidade de crescerem sob altas temperaturas e condições ácidas, tendo o crescimento ótimo em torno de 55ºC e 65ºC e pH 2. São encontradas em minas de carvão, nos restos de carvão incandescente com quantidades substânciais de FeS – sulfato ferroso. Esse habitat peculiar é resultado de ação antrópica recente, sendo o habitat original desses seres ainda um mistério. Acredita-se que talvez as Termoplasmas vivessem em depósitos de carvão expostos a atmosfera por ação geológica ou depósitos subterrâneos.
Arqueobactérias Metanógenas
As arqueobactérias desse grupo são anaeróbicas restritas e liberam gás metano (CH4) como resíduo metabólico – processo não realizado por nenhum outro grupo de organismos. São encontradas em ambientes com ausência de oxigênio e abundância de matéria orgânica, como brejos, açudes, lagos, sedimentos marinhos e rúmen de bovinos. Elas retiram hidrogênio e gás carbônico desses ambientes e os utilizam em seu metabolismo.
Os metanogênios vivem como simbiontes de uma grande variedade de protozoários também anaeróbicos, convertendo produtos finais de fermentação em gás metano ou CO2. São de grande importância no ambiente no qual vivem pela alta eficiência de sua enzima hidrogenase, que, mantendo uma baixa pressão parcial de H2 – para que a metanogênese ocorra – permite que os demais organismos fermentadores façam reoxidação do NADH, o que corresponde a um maior rendimento de ATP e um aumento da biomassa. Esse fenômeno é conhecido como “Transferência de Hidrogênio Interespecífica”.
Os metanogênios podem ser subdivididos em três grupos; o primeiro contém os gêneros Methanobacterium e
Methanobrevibacter; o segundo, apenas o gênero Methanococcus; e, o terceiro, Methanospirillum e Methanosarcina. Eles se diferenciam principalmente pela estrutura da parede celular, reação de Gram, motilidade e substratos onde vivem.
O metabolismo energético das arqueobactérias metanogênicas é único pela quantidade limitada de fonte de energia utilizada por elas, sendo que algumas usam fontes alternativas ao H2 e CO2, como acetato, formiato, metanol e metilaminas. O mecanismo de síntese de ATP é desconhecido, mas a ausência de quinonas e citocromos indica que a cadeia transportadora de elétrons clássica não está envolvida. É possível que a conservação da energia seja mediada pelo potencial osmótico da membrana.
Taxonomia das Arqueobactérias
Tão controversa quanto a evolução do grupo de arqueobactérias é a filogenia dentro desse grupo. Mostramos aqui uma classificação desses organismos sugerida por Burggraf et al., 1997 (Reino Crenarchaeota) e outros autores (Reino Euryarchaeota).
Segundo esses autores as arqueobactérias são divididas em dois reinos, a saber:
Reino Euryarchaeota – apresenta a maior diversidade fenotípica, incluindo organismos halófilos, metanógenos, termoacidófilos e hipertermófilos;
Reino Crenarchaeota – apresenta principalmente organismos mesófilos, mas também contém organismos psicrófilos e hipertermófilos.
Bibliografia
Só biologia: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos/biomonera.php
Brasil escola: http://www.brasilescola.com/biologia/monera.html
Ciência - textos didáticos:
http://www2.bioqmed.ufrj.br/prosdocimi/chicopros/ensino/didaticos/arqueob
acterias.html