Estudo sobre bacterias

1. UNISOCIESC – 08/2022
Mecanismos de
Agressão e
Defesa
Profa. Jeanne Jimenes

2. Estudo das Bactérias

3. Características gerais das bactérias
• Organismos unicelulares, isolados ou agrupados
• Sem núcleo definido (procarionte) – material genético concentrado em região não envolta em
membrana (nucleoide)
• Pode haver plasmídeos (pequenas moléculas circulares de DNA), que se replicam
independentemente
• Sem organelas membranosas
• Células procariontes são menores (entre 0,5µm e
2µm) que as células eucariontes (entre 10µm e
100µm).

4. Características gerais das bactérias
• Parede celular (proteção e manutenção do formato da célula)
• Flagelos (locomoção): podem ocorrer em toda a superfície da célula ou estarem concentradas
nas extremidades.
• Fímbrias: estruturas filamentosas, semelhantes a pelos, utilizadas por esses organismos para se
aderir ao substrato.
• Pili: estruturas que mantêm as células unidas
durante a transferência de DNA.

5. Inicialmente eram agrupadas no
Reino Monera, no qual todos os
procariontes estavam incluídos.
Atualmente, o Reino Monera
deixou de existir. Os
procariontes, então, são
divididos em dois grupos: o
domínio Archaea e o domínio
Bacteria
Classificação filogenética

6. Importância
• Causadoras de doenças nos seres humanos
• Decomposição da matéria orgânica
• Fabricação de alimentos, como iogurtes.
Conhecer o que as diferentes estruturas fazem pela célula bacteriana ampliará o
conhecimento de:
• Como as célula funcionam
• Como se classificam
• Como os antimicrobianos agem em estruturas específicas da bactéria
• Entender as patologias – algumas estruturas tornam os microrganismos mais
patogênicos

7. Estrutura da célula bacteriana
• Uma célula procarionte é uma célula aparentemente simples (forma, tamanho, arranjo)
• Simplicidade enganosa - Microscópio eletrônico mostra a complexidade dos seus
mecanismos
• A forma simples de reprodução bacteriana, por exemplo, permite que ela transfira
rapidamente genes herdados
– Escherichia coli sofre uma divisão celular a cada 20min
– Células de mamíferos em culturas de laboratório levam de 13 a 24 horas para se dividirem em 2 células

8. Morfologia
• Tamanho: maioria 0,5 a 2 µm (1/1000mm)
• Usualmente observamos em microscopia aumento de 1000x
1. Cocos: formato esférico. Podem ocorrer isoladas ou em
agrupamentos:
• Diplococos (pares)
• Estreptococos (em cadeia)
• Estafilococos (cacho de uva)
2. Bacilos: formato de bastão. Podem ocorrer isoladamente,
aos pares (diplobacilos) ou em cadeias (estreptobacilos).
3. Espirilos: bactérias com formato helicoidal e rígidas.
4. Espiroquetas: bactérias com formato helicoidal e
flexíveis.
5. Vibrião: bactérias que apresentam formato de vírgula

9. Morfologia - arranjo

10. Estrutura da
célula
bacteriana

11. Membrana plasmática
• 60% proteínas, imersas em uma bicamada lipídica (40%), com destaque para os
fosfolipídeos.
• Na bicamada fosfolipídica, as terminações polares (solúveis em água) estão alinhadas na
porção externa
• Transporte de moléculas para dentro e para fora da célula: “barreira seletiva”
• Produção de energia por transporte de elétrons
• Biossíntese (lipídeos e outras macromoléculas)
• Secreção de enzimas hidrolíticas
• Duplicação de DNA
Difusão simples – transporte de soluto,
por um gradiente de concentração – sem
gasto de energia (O2; CO2)
Osmose – transporte de solvente, por um
gradiente de concentração - através de
permeases (proteínas) de membrana

12. Membrana plasmática

13. Parede celular
• Estrutura semi-rígida que mantêm a forma de
cada célula bacteriana (se não fosse a
parede, estourariam pela pressão osmótica)
• Formada por peptideoglicanos (açúcar e
aminoácidos)
• Não são estruturas homogêneas – são
camadas de diferentes substâncias, que
variam em espessura e composição de acordo
com o tipo de bactéria envolvida
• Protegem a bactéria
• Está relacionada a patogenicidade da bactéria
Parede celular determina o comportamento
frente à coloração de Gram!

14. Parede celular
(Mais espessa, mas predomina um único tipo de macromolécula
(peptídeoglicano)
menor

15. (Várias camadas que diferem na composição química (+complexas))
Parede celular
Membrana extra, externa, de LPS
(parede celular mais resistente)
maior

16. Parede celular

17. Parede celular – coloração de Gram
A coloração de Gram foi inicialmente descrita por Hans Christiam Gram, na
Dinamarca, em 1884
Divide as bactérias em 2 grupos (por meio da análise das diferenças existentes na
composição da parede celular):
Cristal violeta + solução de iodo
Álcool
Corante rosa safranina ou fucsina
Gram-positiva - VIOLETA
Gram negativa - ROSA
Destruir a parede celular Gram-negativa (fosfolipídeo)
Quando submetida à coloração de Gram, a parede celular das bactérias pode adquirir
coloração violeta ou rosa. As bactérias coradas de violeta são chamadas de gram-positivas
e se caracterizam por apresentar uma parede celular mais simples e rica em
peptideoglicano. As bactérias gram-negativas, por sua vez, coram-se em rosa e
apresentam uma estrutura mais complexa, com menos peptideoglicanos

18. Bactérias Gram-positivas
• Quantidade maior de
peptideoglicano (mais espessa)
• Ácido teicóico (organizando os
peptideoglicanos)
Bactérias Gram-negativas
• Mais complexa
• Membrana externa à camada de
petideoglicano (deixa a parede celular
mais resistente)
I. Possui fosfolipídeos, proteínas e
lipofosfolipídeos (LPS)
II. Porinas – proteínas que permitem
a passagem seletiva de moléculas
essenciais
Parede celular

20. Parede celular – coloração de Gram

21. Determinar se uma bactéria é gram-positiva ou gram-negativa é importante para indicar,
por exemplo, que tratamento deve ser adotado em caso de infecções. As bactérias gram-
negativas, por exemplo, são, em geral, mais resistentes aos antibióticos que as gram-
positivas

22. Algumas características comparativas entre Gram + e Gram -

23. Glicocálice
• Revestimento, viscoso e gelatinoso, de açúcar, secretado na
superficie celular
• Composto de polissacarídeos, polipeptídeos ou ambos
• Externa à parede celular
• Não é comum a todas as bactérias
2 tipos:
Cápsula: camada organizada, firmemente aderida a parede
celular
Camada limosa ou biofilme: camada não organizada,
frouxamente aderida a parede celular
Funções:
Envolvida em processos de aderência, aumento de capacidade
invasiva, resistência a biocidas, reserva de água e nutrientes
A cápsula protege as bactérias patogênicas da fagocitose por
células sanguíneas da série branca, que defendem o corpo
humano, aumentando a chance de infecção
Aumenta a virulência
Formação de biofilme: que facilitam a comunicação e hidratação
da célula, na ligação às superfícies solidas

24. Glicocálice
Cápsula Biofilme

25. Estrutura – flagelo
• Encontrados externamente à parede celular
• Longas estruturas, muitas vezes mais longos que a célula
 Diâmetro é muito fino para serem vistos com o microscópio ópticos
 Exceto por colorações especiais que precipitam corantes no flagelo
• O flagelo tem a função de garantir a mobilidade (taxia) da célula bacteriana
• Movimento de aproximação (ambiente favorável) ou afastamento (ambiente adverso)
Funciona por rotação (semelhante a um saca rolha), podendo girar nos 2 sentidos (horário e anti-
horário) e move a bactéria através de um líquido
• Nem todas as bactérias possuem flagelos (sem flagelos = atriquios)
Raramente nos Cocos
Frequentemente nos bacilos

26. Bactérias podem ser classificadas pelo número de flagelos e sua localização
Estrutura – flagelo

27. Estrutura – flagelo

28. Mas porque as bactérias se movem???
• Em busca de níveis elevados de substâncias atraentes (nutrientes)
• Se afastam de níveis elevados de substâncias inibitórias (excesso de sal)
Estrutura – flagelo
Se estímulo for químico: realiza
quimiotaxia
Se estímulo for luminoso: realiza fototaxia
Flagelo é dependente da atração ou
repelência do sinal:
• Sinal atraente: se move em direção ao
estímulo com muitas corridas e poucos
desvios do flagelos
• Sinal repelente: número de desvios
aumenta a medida que a bacteria se
mover

29. Estrutura – Fimbrias e Pilli
 Filamentos proteicos mais curtos e mais numerosos que os flagelos
 Ambos constituidos por pilina (proteína), mas com funções diferentes:
• Fimbrias: estrutura de aderência às células e outras superfícies (favorece a colonização
e o surgimento de doenças)
• Pilli (plural de pilus): mantem as células unidas durante a transferência de DNA entre
células bacterianas no processo de conjugação
 Presentes em muitas bactérias Gram negativas
 Alguns autores trazem pili e fímbria como sinônimos, indicando como pili sexuais
os apêndices relacionados com a transferência de material genético.

30. Estrutura – Fimbrias e Pilli

31. Estrutura – Fimbrias e Pilli
Fimbrias possuem sítios de ligação em suas extremidades com adesinas
Célula hospedeira: receptores específicos para esses sítios
 Glicoproteínas ou glicolipídeos
Bactéria => invade o hospedeiro => adesão no
epitélio => sítios de ligação reagem aos receptores
específicos
Ausência de receptores
específicos: hospedeiro
imune à infecção

32. Estrutura – Fimbrias e Pilli
Fimbrias:
• Presentes nos polos ou em toda superfície bacteriana
• Pequena ou grande quantidade
• Envolvidas na adesão às superfícies
• Envolvida na formação dos biofilmes (sem elas não haveria colonização)
Biofilmes: comunidade de bactérias envoltas por substâncias, principalmente
açúcar
• Protegem contra agressões do meio (falta de nutrientes, agentes tóxicos e uso
de agentes químicos antibacterianos)
• 3 etapas:
 Aderência
 Maturação e expansão
 Dispersão das células bacterianas

33. Estrutura – Fimbrias e Pilli
Pilli:
• Presentes em número de 1 ou 2 na célula
• Mais longos que as fimbrias
• Envolvidas no transporte do DNA

34. • Consistência viscosa e densa
• 80% água; lipídeos, íons inorgânicos, enzimas e metabólitos
• Reações químicas ocorrem no citoplasma:
Grande parte do metabolismo das células bacterianas ocorre no citoplasma
• Função: fornecer sustentação esquelética para a célula através da estrutura composta por
filamentos e túbulos proteicos.
Citoplasma

35. Ribossomos
• Dispersos no citoplasma
• Responsáveis pela síntese de proteínas: cuidam de todo processo de produção de proteínas
dentro do citoplasma celular
• Células com altas taxas de síntese protéica possuem grande quantidades de ribossomos: alto
crescimento
• O ribossomo da célula eucariota é diferente da célula procariota
• Duas subunidades: 50S e 30S*
– Alvos de antimicrobianos que inibem a síntese de proteínas (estreptomicina, neomicina e
tetraciclinas)
*O " S "significa svedbergs, uma
unidade usada para medir a
velocidade com que as moléculas
se movem em uma centrífuga.

36. Nucleóide
• Região onde se concentra o DNA da célula bacteriana (não tem um núcleo
delimitado por uma membrana como nos eucariontes)
• DNA da bactéria é uma molécula longa, de forma circular de dupla fita

37. Plasmídeos
• Pequena molécula circular de DNA circular dupla fita, extracromossômico,não conectada ao
cromossomo principal
• Não são vitais a sobrevivência das bactérias, mas lhe conferem vantagens seletivas: resistência a
antibióticos, tolerância a metais pesados, produção de toxinas, sínteses de enzimas

38. Esporos
• Estruturas formadas por algumas espécies de bactérias Gram positivas quando estas sofrem
algum tipo de estresse ambiental; meio carente de água ou nutirentes
• Processo de formação: dentro de célula => por várias horas => esporulação ou esporogênese
• Podem sobreviver em condições desfavoráveis estremas, por muitos anos
– Dessecamento
– Calor
– Exposição a compostos químicos e tóxicos como desinfetantes
• São formas de repouso, metabolicamente inativas, liberados no meio ambiente
• Em condições ambientais apropriadas podem voltar a germinar – células vegetativas
metabolicamente ativas
• Esporos do Clostridium botulinum (causa botulismo), resiste à fervura por várias horas, enquanto a
célula vegetativa morre a 70ºC
• Clostridium tetani, causadora do tétano e Bacillus anthracis, que provoca o carbúnculo ou Anthrax,
são exemplos de bactérias que produzem endósporos e vivem por muitos anos inativos no solo.

39. Esporos

40. • Assexuada, geralmente por divisão binária (ou fissão binária), em que o cromossomo é
duplicado e depois a célula se divide ao meio originando duas bactérias idênticas. As células-
filhas são geneticamente iguais, sendo chamadas de clones.
• O processo é extremamente rápido: em condições adequadas, algumas espécies são capazes
de dar origem a uma nova geração em apenas 20 minutos (explicando a proliferação bacteriana
em infecções, por exemplo)
• Outro modo é através da esporulação: a célula sofre um espessamento do envoltório e
interrompe o metabolismo, formando assim um esporo chamado endósporo.
Reprodução das bactérias

42. São 3 tipos de processos em que há a mistura do material genético:
 Conjugação bacteriana
 Transformação bacteriana
 Transdução bacteriana
• Recombinação genética:
Leva à formação de novos indivíduos com características diferentes do original, resultante
da mistura de material genético;
Reprodução das bactérias

43. Reprodução das bactérias
Conjugação bacteriana: 2 bactérias se unem, uma doa DNA para outra
• Há transferência de DNA de uma bactéria
para outra através de um pili sexual.
• Esse mecanismo de recombinação requer
contato próximo entre as bactérias
envolvidas.
• Após o processo, as células se separam, a
bactéria receptora se reproduz
assexuadamente, originando células-filhas
com material genético recombinado.

44. Transformação bacteriana: bactérias incorporam fragmentos de DNA livres no meio
Reprodução das bactérias
• A bactéria receptora capta do meio
pedaços de DNA livres procedentes
de outras bactérias já mortas.
• Normalmente a célula incorpora em
cada transformação uma pequena
quantidade de genes

45. Reprodução das bactérias
Transdução bacteriana: bacteriófagos (virus que infectam bactérias) carregam genes de uma
bactéria para outra
• O transmissor dos genes é um vírus
bacteriófago.
• Ele inicia um ciclo lítico durante o
qual incorpora pedaços do DNA de
seu hospedeiro ao seu próprio DNA
e os transfere a uma célula quando a
infecta