Resumo brock microbiologia- capitulo 4

1. ITEM 2 - SUBITEM 4.3 - A MEMBRANA CITOPLASMÁTICAEM BACTÉRIA E ARCHAEA
Composiçãodas membranas
 A membranaé uma barreiraaltamente seletivae confere àcélulaacapacidade excretardejetose
concentrarmetabolitos.
 São estruturascompostasporbicamadasfosfolipídicas,contendocompostoshidrofóbicos,osácidosgraxos,
e hidrofílicos,oglicerol-fosfato.
 Os ácidosgraxosdirecionam-separaointerior(ambientehidrofófico),e asporçõeshidrofílicasparao meio
externoouao citoplasma.
 A estruturaglobal damembranaé estabilizadaporpontesde hidrogênioe interaçõeshidrofóbicas.
Magnésioe cálcio auxiliamnaestabilizaçãodevidoàsligaçõesiônicascomascargas negativasdos
fosfolipideos.
Proteínasde membrana
 As principaisproteínasde membranaapresentamsuperfícieshidrofóbicasnasregiõesque atravessama
membranae hidrofílicasnocontatocom o meioexternoe ocitoplasma.
 Muitas sãoembebidasnamembrana - as proteínas integraisde membrana. Outras são ancoradaspara o
interiorouexteriordacélula.Háaindaproteínasperiféricas(nãoembebidas),masfirmementeassociadasa
ela.
Agentesque conferemrigidezà membrana
 Eurcariotos: apresentamesteróis(5a 25% da composição) emsuasmembranas.Esteróisconferemrigidez,
resistênciae estabilidade,tornandoamembranamenosflexível.
 Procariotos: não apresentamesteróisemsuasmembranas(excetobactériasmetanotróficase
micoplasmas),massim hopanóides.Que sãomoléculasque exercempapel similar.Ohopanoide C30,
diplótenoé omaisamplamente distribuído.HopanóidesnãoforamdescritasemArchaea.
Membranas da Archaea
 Lipídeosde membranadaArchaea diferemde bactériase eucarias.Noseucariase bactérias osácidosgraxos
se unemao glicerol pormeio de ligaçõeséster;
 Nas Archeasoslipídeosse unemaoglicerol pormeiode ligaçõeséter.
 Os lipídeosdasArchaeasnãocontemácidosgraxos,mas sim isopreno.
 os principaislipídeosnasArchaeas são glicerol diéteres que apresentamcadeialateral de 20 carbonose
diglicerol tetraéterescom cadeiaslateraisde 40 carbonos.
 Nas cadeiasdiglicerol tetraéteres,aestrutura fitanil originamembranaslipídicasem monocamadasem vez
de bicamadaslipídicas,asquaissão bastante resistentesàseparação.Saoinclusive presenteemarchaea
hipertermófilas.
SUBITEM 4.4. - AS FUNÇÕESDAS MEMBRANAS CITOPLASMÁTICAS
 Barreiraque separa o conteúdointracelulardoextracelular;
 Sitiode ancoragemde proteínas,dentre asquaisenzimascatalizadorasde reaçõesbioenergéticase
transporte de substanciaisparadentroe fora da celula;
 Sitiode conservaçãode energia(forçapróton motiva),devidoàpresençade íons H+ (detalhadonocapitulo
5).

2. A membrana plasmática como uma barreira de permeabilidade
 A porção internadamembranaé uma forte barreiraà difusão de substâncias.Permiteque moléculas
hidrofóbicaspossamatravessaramembrana,enquantoimpedeque moléculaspolarescarregadasofaçam
(apenascomproteínastransportadorasespecificas).
 Aguapassa livremente (é muitopequena),alémde teraindaasaquaporinasparafacilitaçãodotransporte.
No geral,a maioriadassubstanciasnãopenetrapassivamente exigindoassimproteínas de transporte.
A necessidade de proteínastransportadoras
 Atuamcomo acumuladorasde solutoscontraum gradiente de concentração(sãomaisque transportadoras
de substancias),favorecendoassimamanutençãodasconcentraçõesintracelularesnecessáriasàsreações
bioquímicas.
Propriedadesdas proteínastransportadoras
 1 - Contrariamente à difusãosimples,ossistemasde transporte exibemumefeitode saturação.Se a
[substrato] forelevadae saturaro carreador,a velocidadede captaçãotorna-se máxima,nãosendo
aumentadapelaadiçãode substrato.Essa propriedade é importanteparaque ascelulasmantenhamsuas
concentraçõesemambientesmuitodiluídos.
 2 – Altaespecificidade doscarreadores.Asseguraeconomiade energianoambiente celular.
 3 - A biossíntese de sistemastransportadoresé reguladapelacélula.(nãoentendi ajustificativadolivro)
SUBITEM 4.5 - TRANSPORTE E SISTEMAS DE TRANSPORTE.
Estrutura e função de proteínas transportadoras de membrana
 Em procariotos,estão dividasemtrêsclassesde sistemastransportadoresde membrana
1. Transporte simples:É promovidopelaenergiadaforça prótonmotiva.Consiste emsomente uma
proteínatransportadoratransmembranica.
2. Translocação de grupo: É a modificaçãoquímicadasubstanciatransportada,promovida pelo
fosfoenolpiruvato.Envolveumasérie de proteínasnoeventode transporte.
3. Transportador ABC: Proteínasperiplasmáticasde ligaçãoestãoenvolvidase aenergiaé fornecida
peloATP.Consiste em3componentes: umaproteínade ligaçãoao substrato,um transportador
integradoàmembranae uma proteínaque hidrolisaATP.
 Em procariotos,ostransportestransmembrânicosnormalmente contem12α-hélicesque se agregam,
formandoumcanal atravésda membrana.É atravésdesse canal que o solutoé transportadopara o interior
da célula.Oeventode transporte envolve umalteraçãoconformacional daproteínatransportadoraapóssua
ligaçãocom o soluto. Sãopossíveis3tiposde transporte:
1. Uniporte:Transportammoléculasde maneiraunidirecional atravésdamembra.
2. Simporte:Atuamcomo cotransportadoras.Transportamuma moléculaemconjuntocomoutra
substancia,geralmente umpróton.
3. Antiporte:Transportam umamoléculaatravésdamembranaao mesmotempoemque transportam
uma segundamoléculanadireçãooposta.
Transporte simples: Lac permeasse de Escherichiacoli
 A Escherichiacoli metabolizaalactose a qual é transportadaao interiorde suacélulapormeiodo
transportadorsimplesLacpermease,umsimportador.A Lacpermease é umadas 3 proteínasrequeridas
para metabolizarlactose e suasíntese é reguladapelacélula. Suaatividadeé conduzidaporenergiae seu
funcionamentoimplicaemdiminuiçãodaforçaprótonmotiva.
Translocação de grupo: o sistemafosfotransferase

3.  A translocaçãode grupo é uma forma de transporte noqual a substanciatransportadaé quimicamente
modificadadurante suacaptaçãoatravés da membrana.
 O sistemafosfotransferaseconsisteemumafamíliade proteínasdasquais5 sãonecessáriasaotransporte
de um determinadoaçúcar.Antesdotransporte domesmo,asprópriasproteínassão alternadamente
fosforiladase desfosforiladasemumacascata até que o real transportador,a EnzimaIIc, fosforilaoaçúcar
durante o transporte (Paraa Escherichiacoli). –(entendermelhoroesquemadafigura 4.14).
Proteínasperiplasmáticasde ligação e o sistemaABC
 O periplasmacontémmuitasproteínasdiferentes,váriasdasquaisatuamnotransporte,sendo
denominadasproteínasde ligação.Sistemasde transporte que contemproteínasperiplasmáticasde ligação
são denominadasproteínasde transporte ABC - ATP-bindingcassete –(cassete de ligaçãoaATP),uma
propriedade estruturalde proteínasque se ligamaATP.
 TransportadoresABCsão responsáveispelacaptaçãode compostosorgânicos,comoaçúcares,aminoácidos,
nutrientesinorgânicos (sulfato,fosfato), e metaistraço.
 Uma propriedade dostransportadoresABCé a elevadaafinidadeque asproteínasperiplasmáticasde ligação
apresentampelosubstrato(háligaçãomesmoque a[substrato] sejabaixa).
 BactériasGram-positivasNÃOpossuemperiplasma,entretanto,apresentamsistemaABC,oque viabiliza,
assimcomo nasGram-negativas,ainteraçãocom umtransportadorde membrana,catalisandoacaptação
do substratoàs custasda hidrolise de ATP(issomesmoprodução?)kkk.
Exportação de proteínas
 Proteínassão moléculasgrandese paraseremtransportadasdependemde proteínaschamadas
translocases, com destaque,nocaso da exportação,paraas proteínasdo sistema SEC (de secretório).
 Sec exportae insere proteínasintegraisde membrananamembrana.
 O sistematranslocase Secé compostopor7 proteínas,o SecYEG,o real transportador, SecA ( hidrolisa
ATP),SecB(impede dobramentode proteínasnocitoplasma),SecDe SecF( auxiliamatranslocação;
usam energiadaforca prótonmotiva).
 Exportaçãode proteínasé importante parabactériasuma vezque variasenzimasbacterianasatuam
quandolocalizadasextracelularmente.
 Váriospatógenosbacterianossecretamtoxinasproteicasououtrasque sejamnocivasaohospedeiro,
durante a infecção.Muitastoxinassãosecretadasporum sistemade translocase,o sistemade secreção
tipo III. Esse difere doSecpor translocara proteína secretadadiretamente dacélulabacterianaparao
hospedeiro.
 SecYEG e o sistemade secreçãodotipoIIIsão , portanto,translocasesque auxiliamnoseventosde
transporte.
ITEM III – SUBITEM 4.6 - PAREDES CELULARES DE PROCARIOTOS
A parede celularda bactéria: Peptideoglicano
 Paredescelularesasseguramascondiçõesideaisde sobrevivênciade bacterianas, taiscomoformae
rigidezacélula,alémde favoreceramanutençãodaelevadapressãoosmóticadessesorganismos,que
podemteraté 2 atm de pressão ,como no caso da Escherichiacoli.
 Bactériassão divididasemdoisgruposprincipais,as Gram-positivase Gram-negativas,que são
diferenciadaspelaformacomoreagemà coloração de Gram.
 Gram-positivastemparedesmaisespessas,consistindoquase que totalmenteemumúnicotipode
molécula
 Gram-negativastemestruturasemmulticamadase sãobastante complexas.

4. Peptideoglicano
 É um polissacarídeocompostopordoisderivadosde açúcares, o N-acetilglicosamina e o N-
acetilmurâmico, associadosa aminoácidoscomoa L-alanina, D-alanina,acido D-glutâmicoe lisinaou
acido diaminopimélico(DAP). Essescomponentesse associamoriginandoumaestruturarepetitiva,o
tetrapeptídeoglicano,que conferemrigidezàsparedescelularesdasbactérias,e que nasGram
negativas,se encontramemcamadasadicionais.
 São biossintetizadasadjascentemente entre si,formandoumafolhae interligadaspormeiode ligações
cruzadas dosaminoácidos. Quantomaioronumerodessasligações,maiorarigidezdaparede celular.
 Gram-negativastemligaçõescruzadasentre ogrupoaminoDAPe o grupocarboxil D-alaninaterminal.
 Gram-positivastemligaçõescruzadaspormeiode pontesinterpeptídicas.
Diversidade do Peptideoglicano
 Estão presentesapenasemespéciesde bactérias (N-acetilmurâmicoe oa.a. DAP) nunca foram
encontradosemeucariotose ouArchaea.
 DAPé encontradoem Peptideoglicano de todasasGram-negativas, e emapenasalgumasespéciesde
Gram-positivas.
 É tambémcaracterizadopelapresençade a.a.na configuraçãoD (D-alanina,acidoD-glutâmico),quando
geralmente,a.a.de proteínascelularessãosempre estereoisômerosL.
 Embora a composiçãoquímicapeptídicadopeptídeoglicanopossaexibirvariações,oesqueletosempre
apresentarepetiçõesalternadasde N-acetilglicosaminae ácidoN-acetilmurâmicoemtodasasespécies
bacterianas.

Parede celular Gram-positiva
 90% dasparedescelularescorrespondemapeptideoglicanos.Podemexibirvariascamadas
sobrepostas(até cercade 25).
 Muitas apresentamsubstanciasacidaschamadas ácidosteicoicosembebidasemsuasparedes
celulares,polímerosde parede celularque contemresíduosde glicerol -fosfatoouribitol-fosfato.
Essespolialcoóisestãoconectadosporésteres-fosfato.Sãoparcialmenteresponsáveispelacarga
negativadasuperfície celular.
Lisozimae protoplastos
 A lisozimaatua como linhade defesacontrainfecçõesbacterianas,estandopresentesemsecreções
animais(lagrimas,salivae outrofluidos) e é capazde enfraqueceraparede celularatravésda
clivagemde ligaçõesglicosídicas β1,4entre a N-acetilglicosaminae ácidoN-acetilmurâmico do
Peptideoglicano.
 Em condiçõesisotônicas,se alisozimaforusadapara digeriroPeptideoglicano,aáguanão
penetrarána célulae nãohaverálise.Emvezdisso,um protoplasto(bactériaque perdeuasua
parede celular) seráformada.
 Protoplasto, sãocélulasdesprovidasde qualquerresíduode parede celular; Esferoplastos
apresentamporçõesde parede envoltaspormembrana.
Classesdesprovidasde paredes celulares
 Embora a maioriadosprocariotossejaincapazde sobreviversemasparedescelulares,algumas
espéciesmostram-se qualificadasparafaze-lo.Geralmente essaspossuemmembranas
citoplasmáticasrígidasouvivememhabitatsosmoticamenteprotegidos,ouainda, apresentam
esteróisemsuasmembranas,tal comoocorre em eucariotos.

5. SUBITEM 4.7 – A membrana externade bactérias Gram-negativas
 Gram-negativas,comoaEscherichiacoli,somente temcercade 10% da parede celular
constituídapor peptídeoglicano.A maiorparte de suasparedesé compostapela membrana
externa,uma segundabicamadalipídicacontendopolissacarídeos,fosfolipídiose proteinas.Essa
composiçãoconfere àmembranaexternaadenominação LPS (lipopolissacarídica).
Química do LPS
 Sua composição consiste emdoiscomponentes,o polissacarídeocerne e o polissacarídeoO.
 O LPS substitui amaioriadosfosfolipídios nametade externadamembranaexterna.
Endotoxina
 Embora a principal funçãoda membranaexternasejaestrutural,umade suaspropriedadesé ser
tóxicaaos animais.Gram-negativascomoSalmonella,Shigela,Escherichia,etc....causam
manifestaçõesintestinaisdevidoastoxinasde suamembranaexterna.
No geral essaspropriedadestóxicastemrelaçãocomo lipídeoA.
Porinas
 Conferemmaiorpermeabilidade àmembranaexternade bactériasGram-negativas(pequenas
moléculas).Sãoproteínastransmembrânicas que contem3subunidadesidênticas.
 Porinas inespecíficas:formamcanaispreenchidosporagua,pelosquaissubstanciaspequenas
podempassar.
 Porinas específicas: possuemsítiosde ligaçãoparasomente umouum pequenogrupode
substanciaspossampassar.
Periplasma
 Regiãoque contémumgrupo de proteínasque atuam para impediradifusãode proteínas
localizadasexternamente àmembranaexterna.
Relação entre a estrutura da parede celulare a coloração Gram
 Em uma coloraçãode Gram há formação de um complexoinsolúvelde cristal violeta-iodonointerior
da célula.Apósotratamentocom álcool,célulasGram-negativasperdemessecomplexo,enquanto
as Gram-positivasoconservamdevidosuasparedesmaisespessas.Assim, asGram-negativasficam
praticamente invisíveis enquantoasGram-positivasficam violetas.Aoseremsubmetidasaumanova
coloração,um procedimentopadrão,aspositivaspreservamotomvioletaenquantoasnegativas
adquiremacor da novacoloração ( deduzi issojáque até agora só vi positivasvioletase negativas
com outras cores).