MG Aula 8

10/12/2013
 CONCEITOS GERAIS
Bactérias: do grego bakteria que significa bastão
UNIDADE ACADÊMICA DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
CURSO DE GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA
DISCIPLINA: BIOQUÍMICA GERAL
PROFESSORAS: Adriana Silva Lima e Márcia Aparecida Cezar
ESTRUTURA, MORFOLOGIA
E REPRODUÇÃO DAS
BACTÉRIAS
IMPORTÂNCIA BACTÉRIAS
Na produção de queijos, iogurtes e requeijão
EX: Lactobacillus e Streptococcus
Na fabricação de vinagre, bactérias transformam o
etanol do vinho em ácido acético
 Procariontes:
Região nuclear sem membrana nuclear
sem organelas membranosas
 Ribossomos
Doenças :
Tétano: Clostridium tetani
Leptospirose: Leptospira
 Salmonelose: Salmonella spp
 Antraz: Baccillus anthracis
 Pneumonia: Streptococcus
pneumoniae
EX: Acetobacter
Na produção de Ácido glutâmico, componente,
substância utilizada em temperos
Produção de antibióticos e vitaminas
EX: Streptomyces produz o antibiótico
neomicina
EX: Corynebacterium
Bacillus anthracis
Clostridium tetani
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Doenças de plantas:
Ex: Murcha do tomateiro: Ralstonia
solanacearum
Citrus: Cancro cítrico
Xanthomonas axonopodis
Alface: Pseudomonas cichorii
CARACTERÍSTICAS:
TAMANHO
 FORMA
ARRANJO
TAMANHO
São microscópicas
A maioria das bactérias varia de 0,2 a 2,0
µm de diâmetro e 2 a 8 µm de
comprimento
Tabela: Exemplos de largura e comprimento de espécies
bacterianas
Um micron equivale a milésima parte
do mm
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FORMA (Morfologia)
Possuem algumas formas básicas
Cocos (esféricos)
Bacilos (bastonetes)
Espiral
Espiroqueta (espiral mais acentuada)
Vibrião (forma de vírgula)
ARRANJO
 Diplococos (em Pares 1 plano de divisão)
– Ex: Neisseria gonorrhoeae
 Estreptococos (1 plano de divisão)
– Ex: Streptococcus pyogenes
 Tetrades (2 planos de divisão)
Ex.: Haffykia tetragena
 Sarcinas (3 planos de divisão)
Ex.: Sarcina
 Estafilococos (3 planos de divisão)
Ex. Staphylococcus aureus
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Figura: microfotografia de cocos
Figura: microfotografia de cocos e bacilos
Bacillus anthracis
Espiroqueta: Treponema pallidum (sífilis)
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Microscopia óptica, corada
pelo método de Gram, de
cocos em um arranjo
denominado estafilococos
Microscopia óptica, corada
pelo método de Gram, de
cocos formando cadeias,
um arranjo denominado
estreptococos
Microscopia eletrônica
de varredura das
células apresentadas
acima.
Microscopia eletrônica
de varredura das
células apresentadas
acima.
Microscopia óptica,
corada pelo método de
Gram, de bacilos
arranjados dois a dois
(diplobacilos).
Microscopia óptica de
fluorescência, de um
organismo espiralado.
Bacilos a
1200X
Microscopia óptica, utilizando um
procedimento de impreganção
com sais de prata, revelando a
bactéria causadora da sífilis,
Treponema pallidum.
Microscopia eletrônica
de transmissão, de um
bacilo em processo de
divisão celular.
ESTRUTURA DE UMA CÉLULA BACTERIANA
Tabela: Estruturas fundamentais e acessórias de uma célula bacteriana
FUNDAMENTAIS
Micrografias eletrônicas colorizadas de diferentes
bactérias. No sentido horário: Enterococcus (cocos
ovalados), Francisella (bacilos pequenos, com a
região central abaulada), Fusobacterium (longos
bacilos, geralmente com extremidades mais afiladas)
e Neisseria gonorrhoeae (diplococos em forma de
rins).
ACESSÓRIAS
Parede celular
Flagelo
Membrana citoplasmática
Pili ou fímbrias
Mesossoma
Cápsula ou Glicocálice
Ribossomo
Plasmídeo
Genoma
Endosporo
 Parede celular
Funções
Manutenção da forma bacteriana
confere resistência contra a
pressão osmótica
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 Parede celular (cont.)
 É uma estrutura rígida, protege a membrana
citoplasmática
 Constituída:
Parede celular
Composição química
PEPTIDEOGLICANA (MUREÍNA)
Dissacarídeo repetitivo unido por polipeptídeos
 ÁCIDO DIAMINOPIMÉRICO (DPA)
para formar uma rede que circunda e protege toda
 ÁCIDO TEICÓICO
a célula
 CARBOIDRATOS
Formada de: monossacarídeos
 LIPÍDEOS
 Composição química:usada para diferenciar os principais
NAG: N-acetilglicoamina
NAM: ácido-acetilmurâmico
tipos de bactérias
 Classificação em 2 grandes Grupos:
1884 - Método de Coloração de Gram
(Bacteriologista dinamarquês Hans Christian Gram)
Gram positivas: roxo
Gram negativas: vermelho
PAREDE CELULAR DA BACTÉRIA
GRAM POSITIVA
Parede celular das bactérias
Gram positivas
 Peptidoglicano (espesso, muitas camadas)
 Ácidos teicóicos:
Está ligado à camada de peptideoglicana
 Ácidos lipoteicóicos:
Atravessa a camada de peptideoglicana e está
ligado à membrana plasmática
 Proteínas
Parede celular: método de Gram
Bactéria gram-positiva
Esquema de bactéria com
parte da célula removida.
Parede celular
formada por camada
espessa de
peptidoglicano
Membrana plasmática
Esquema de parte da parede celular e da membrana
plasmática de bactéria gram-positiva.
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PAREDE CELULAR DA BACTÉRIA
GRAM NEGATIVA
Parede celular das bactérias Gram
negativas
 Peptidoglicano (1 ou poucas camadas)
 Não contém ácidos teicóicos
 Membrana externa
Fosfolipídeos
Proteínas
Lipopolissacarídeos
Lipoproteínas
Porinas
FUNÇÃO: barreira par certos antibióticos, enzimas
Parede celular: método de Gram
Bactéria gram-negativa
Fosfolipídios
Proteína
Parede celular
Esquema de bactéria com
parte da célula removida.
LipopolissacarídeoCamada lipoprotéica
externa, espessa,
semelhante à membrana
plasmática, com
lipopolissacarídeos
Camada de peptidoglicano
Lipoproteínas
Membrana plasmática
Esquema de parte da parede celular e da
membrana plasmática de bactéria gram-negativa.
Teste de Gram
Estruturas externas à Parede celular:
Cápsula ou Glicocálice
Flagelos
Filamentos Axiais
Fímbrias
Bacillus subtilis
Escherichia coli
Pili
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Cápsula ou Glicocálice
Flagelos
Revestimento de açúcar
Responsáveis pela motilidade em meio líquido
Composição:
Constituição: Proteína fibrosa (Flagelina)
Polissacarído, Polipeptídeo
Função:
Pode ser usada como alimento de reserva
permite a fixação da bactéria a várias superfícies
Impede a fagocitose pelas células do Hospedeiro
em bactérias patogênicas
Métodos pelo qual os flagelos movimentam a célula
bacteriana:
Cadeias protéicas se contraem e relaxam
alternativamente produzindo movimento
ondulatório
Mecanismo rotatório, a partir de uma
extremidade fixa, de uma hélice relativamente
rígida
As células bacterianas possuem 4 arranjos
As células bacterianas possuem 4 arranjos
de flagelos:
de flagelos:
 Monotríquio
 Monotríquio
 Lofotríquio
 Anfitríquio
 Peritríquio
As células bacterianas possuem 4 arranjos
As células bacterianas possuem 4 arranjos
de flagelos:
de flagelos:
 Lofotríquio
 Anfitríquio
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As células bacterianas possuem 4 arranjos
de flagelos:
 Peritríquio
Bactéria monotríquia
Bactéria lofotríquia
Bactéria anfitríquia
Bactéria peritríquia
A rotação de um flagelo:
 FLAGELO apresenta três partes:
 Sentido horário
 Sentido anti-horário
FILAMENTO
GANCHO
CORPO BASAL
Ancora o flagelo
à parede celular
e à membrana
plasmática
 A medida que os flagelos rotam formam um feixe
que empurra o líquido circundante e propele a
bactéria.
A célula bacteriana pode alterar a velocidade e a
direção de rotação dos flagelos
Corrida ou nado
Desvios
Taxia
Bactérias móveis:
Contém receptores em vários locais
(dentro ou logo abaixo da parede celular)
Em resposta ao estímulo, a informação é
passada ao flagelo
 atraente
Quando a bactéria se move em uma direção: nado ou
corrida
 repelente
Desvio: quando as corridas são interrompidas
causados por inversão da rotação flagelar
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Fímbrias
Presentes em muitas bactérias GApêndices filamentosos semelhantes a pêlos
Podem ser encontrados em sp móveis e imóveis
Constituição: proteína Pilina
Função: fixação, aderência a célula bacteriana a outras
superfícies
Pili
 Outro tipo de apêndice, mais longo que as fímbrias,
pilus F ou fímbria sexual
Encontrado em menor número na célula
Função:
Une-se à célula bacteriana para a transferência
de DNA de uma célula para a outra no processo de
conjugação
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Estruturas internas à Parede celular:
Membrana plasmática
Citoplasma
Área Nuclear
Ribossomos
Inclusões Citoplasmáticas
Grânulos Metacromáticos
Grânulos Polissacarídicos
Inclusões Lipídicas
Grânulos de Enxofre
Carboxissomos
Vacúolos de gás
Magnetossomos
Endosporos
Membrana Plasmática
Célula bacteriana
Citoplasma
Ribossomos
-Fina membrana situada no interior da Parede celular, revestindo o
Citoplasma
-Constituição:
-Fosfolipídeos e proteínas
Membrana plasmática
Parede celular
Cápsula
Mesossomo
Fímbrias
Enzimas relacionadas
com a respiração,
ligadas à face
interna da membrana
plasmática
Plasmídeos
Nucleóide
Flagelo
DNA associado
ao mesossomo
Função:
Semipermeável
Seletiva
 Controla a passagem de nutrientes e
produtos de excreção
 Retém o que é necessário e descarta o
que é indesejável à manutenção da vida
Citoplasma
 Substância da célula localizada no interior ma
membrana plasmática
 Composição:
 Cerca de 80% água
 Proteínas
 Enzimas
 Carboidratos
 Íons inorgânicos
 Compostos de peso molecular muito baixo
Aparência:
Espessa, aquosa, elástico e semitransparente
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Área Nuclear - Nucleóide
Encontra-se o Cromossomo bacteriano:
 Contém uma única molécula longa, contínua, de
Ribossomos
Locais de Síntese Protéica:
As células com Alta síntese protéica possuem grande n. de
ribossomos
Constituição: 2 unidades
forma circular de DNA de fita dupla
 Proteína
Carrega todas as informações genéticas necessárias
 RNA ribossômico rRNA
para as estruturas e funções celulares
Plasmídeos: pequenas moléculas de Dna circular,
extracromossômico, que não estão conectados ao
cromossomo principal
Importância Ribossomo 16 S: Estudos de filogenia e
classificação dos microrganismos
Inclusões Citoplasmáticas
Vários tipos de depósitos de reserva:
Inclusões Citoplasmáticas (cont.)
Vários tipos de depósitos de reserva:
 Macromoléculas;
 Macromoléculas
Grânulos Metacromáticos;
evitam o aumento da pressão osmótica que ocorreria
Grânulos Polissacarídeos;
se estivessem dispersas no citoplasma
concentradas
nas
inclusões
Inclusões Lipídicas;
Inclusões Citoplasmáticas (cont.)
Grânulos Metacromáticos: apresentam metafosfatos
 Inclusões Citoplasmáticas (cont.)
 Grânulos de Enxofre: Obtêm energia para
e polifosfatos que podem ser usados na síntese de
metabolismo através de compostos de Enxofre
ATP
 Carboxissomos: Contêm enzima ribulose, utilizada
Grânulos Polissacarídeos: compostos por amido e
na fixação de CO2
glicogênio
Inclusões Lipídicas: Armazenamento de lipídeos
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Inclusões Citoplasmáticas
Inclusões Citoplasmáticas
 Grânulos de Enxofre: Obtêm energia para
metabolismo através de compostos de Enxofre
Vacúolos de Gás: Cavidades ocas, cilindros
recobertos por proteínas
Faz com que a célula permaneça na
profundidade adequada
Magnetossomos: Inclusões de Óxido de Ferro
 Carboxissomos: Contêm enzima ribulose,
utilizada na fixação de CO2
Mover a bactéria para baixo até atingir um
local de fixação aceitável.
Inclusões Citoplasmáticas (cont.)
 Endosporos: Estrutura de resistência presente em
bactérias esporogênicas
 Generos: Bacillus e Clostridium
Células desidratadas
Altamente duráveis com paredes espessas
Extremamente resistentes ao calor
Por que ocorre a esporulação???
Quando algum nutriente “chave” se esgota, ocorre a
produção do esporo
Reprodução Bacteriana
Reprodução assexuada
 Não há troca de material genético
 Divisão binária ou cissiparidade
 Esporos bacterianos
Reprodução sexuada
 Há troca de material genético.
 Conjugação / cópia de plasmídeo
 Transformação / moléculas material genético
do meio
 Transdução / trocas de genes – vírus
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Reprodução Assexuada
Divisão binária, bipartição ou
cissiparidade
Este tipo de reprodução é o processo em
que uma célula se divide em duas, por
mitose, e origina duas células
geneticamente idênticas.
Reprodução Bacteriana
 O crescimento bacteriano é considerado o aumento do
número de indivíduos e não o aumento de tamanho de
uma determinada célula
É o tipo mais comum e freqüente de
reprodução de bactérias.
Normalmente as bactérias se reproduzem
por FISSÃO BINÁRIA
Fissão Binária
Parede celular
Duplicação do DNA
Membrana
plasmática
Molécula de DNA
Separação das células
Alongamento
da célula
Início da divisão da
parede e da
membrana celular
Formação das paredes em
torno da região contendo o
DNA
Separação das
células
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REPRODUÇÃO SEXUADA
 Conjugação: bactéria doadora envia parte do seu
DNA para uma receptora. Essa se divide e origina
bactérias diferentes.
Conjugação
Plasmídeo
DNA bacteriano
Célula “macho”
Ponte
citoplasmática
Célula “fêmea”
Célula “macho”
Separação
das células
Célula “macho”
Transformação
Molécula de DNA circular
Lise celular
Célula bacteriana
Transdução
Fragmentos de
DNA doador
Quebra
do DNA
Fago
Célula bacteriana
Fragmentos de
DNA ligam-se à
superfície da célula
receptora.
O fragmento de DNA é
incorporado à célula receptora.
O fragmento de DNA é integrado
ao cromossomo da célula receptora.
Célula transformada
O DNA de
um fago penetra
na célula de
uma bactéria.
O DNA do fago
integra-se ao DNA
da bactéria como
um profago.
Genes de outra bactéria
são introduzidos e
integrados ao DNA
da bactéria hospedeira.
Quando o profago inicia o ciclo
lítico, o DNA da bactéria é
degradado e novos fagos podem
conter algum trecho do DNA
da bactéria.
DNA do fago
com genes da
bactéria
O fago infecta
nova bactéria.
A célula
bacteriana se
rompe e libera
muitos fagos,
que
podem infectar
outras células.
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*** não é igual para todas as
IMPORTANTE
bactérias e varia de acordo com
Um processo de divisão celular origina duas
as condições ambientais T °C
(2) células que gerarão quatro (4) células,
assim sucessivamente
-E. coli tempo de geração: 15-20 min
-A maioria: 1-3 h
Tempo de geração: é o tempo necessário
-Outras: + de 24 h
para uma célula se dividir e sua população
dobrar de tamanho
Crescimento
é
exponencial:
Utiliza
Representação Logarítmica
Como o número de células DUPLICA-SE a
cada geração, a população total aumenta com
a potência de 2
Fases do Crescimento:
Uma curva de crescimento bacteriano demonstra o
crescimento das células durante uma período de
tempo.
4 fases de crescimento :
Fase Lag
Fase Log (Fase logarítmica)
Fase Estacionária
Fase de morte celular
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Fase Lag
Fase Log
Durante um certo período de tempo, o número de
A partir de um determinado momento as células
células sofre pequenas variações
iniciam seu processo de divisão e entram no período
Neste período ocorre ausência de divisão celular (1
de crescimento ou aumento logarítmico
hora a dias)
A reprodução encontra-se extremamente ativa e o
As células estão em estado de latência
A população está passando por um período de
intensa atividade metabólica, principalmente síntese
de enzimas e moléculas variadas
tempo de geração atinge um valor constante
Período onde há maior atividade metabólica
Entretanto: microrganismos estão sensíveis à
mudanças ambientais
Fase Estacionária
Em um determinado momento a velocidade de
crescimento começa a diminuir por diversos fatores:
nutrientes,
produtos de degradação,
mudanças pH) e a população se torna ESTÁVEL
Fase de Morte Celular
O número de células mortas MAIOR
 o número de células novas MENOR
 diminuindo o n° de células viáveis Aumenta a taxa
de morte da população podendo alcançar um valor
constante máximo
Depois da morte da maioria das células, há uma
queda drástica na taxa de morte.
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