biologia molecular - Bactérias
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biologia molecular

Bactérias

16/04/2005

 

FORMAS FUNDAMENTAIS DAS BACTÉRIAS

  • Arredondadas: COCOS
  • Alongadas: BACILOS
  • Onduladas/helicoidais: ESPIRILO, VIBRIÃO, ESPIROQUETA

As formas não são constantes, podendo variar de acordo com o meio e com o tipo de associação. Geralmente, uma mudança de forma decore da perda da parede celular (PC). Tal mudança pode ser classificada em:

  • Involução: mudança de forma devido a condições desfavoráveis, como mudança de pH ou oxigênio, por produtos tóxicos etc.
  • Pleomorfismo: mesmo em condições favoráveis à sua sobrevivência, a bactéria não apresenta morfologia única, como o Mycoplasma.

CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO PLANO DE DIVISÃO:

Cocos:

  • Diplococos: por divisão binária simples. Ex: Meningococos, Gonococos e Pneumococos.
  • Estreptococos: por divisão binária e posterior escorregamento, podendo associar-se.
  • Tétrades: associação decorrente da divisão em 2 planos perpendiculares entre si.
  • Estafilococos: associação por divisão irregular. A bactéria chamada Sarcina tem seus componentes associados pela divisão dos e planos perpendiculares.

Obs: O coco da espécie aureus é potencialmente patogênica, já o da espécie epidermitis pode vir a tornar-se. Contra o aureus, o antibiótico meticilina (ou seu similar oxalacina) é o mais eficiente.

Baciclos:

  • Diplobacilo: vale a mesma definição apresentada acima.
  • Estreptobacilo: vale a mesma definição apresentada acima.
  • Em Paliçada: associação lado a lado, em níveis diferentes, decorrente de deslizamentos. Exs: a bactéria causadora de tuberculose (bacilo de Cock) do gênero Mycobacterium e a bactéria responsável pela hanseníase. Esta gosta de temperaturas um pouco mais baizas que a corpórea, e por esta rasão, os principais materiais para coleta são a linfa e pele de extremidades.
  • Em letras: a associação lembra a forma de letras chinesas. Ex: bacilo o gênero Conybacterium, causador da difteria.

 

CITOLOGIA BACTERIANA

ESTRUTURAS FACULTATIVAS

Ao adquirirem uma ou mais destas estruturas, as bactérias podem tornar-se mais patogênicas.

Flagelos

  • Classificação: monotríqueo (em apenas um lado), anfitríqueo (em ambos os lados) , lofotríqueo (tufos nas extremidades), peritríqueo (em toda a extensão), interno (em certas expiroquetas; ex: Trepanoma).
  • Composição: Flagelina
  • Função: mobilidade
  • Importância: identificação de patogênicos. Ex: vibrião colérico, Salmonela.
  • No mínimo, têm o dobro do tamanho da bactéria.
  • Encontra-se inserido num grânulo basal.

Fímbrias

  • Composição: Pilina
  • Finas, curtas, retas e numerosas
  • Funções; aderência, na conjugação e como sítios de absorção.
  • Classificação; Pili I (aderência) e Pili Sexuais (para conjugação).
  • Exemplos:

- Esqueriquia coli enteropatogênica: sua virulência é medida pela CF (colonization factor) que mostra a capacidade de fixação da bactéria na mucosa (no caso, intestinal). Causa diarréia.

- Gonococus: na mucosa uretral.

- Streptococus pyrogenes: na mucosa amígdalo-faringeana.

Cápsula

  • Envoltório viscoso, externo à PC.
  • Função: resistência, patogenicidade.
  • Composição: polissacarídica.
  • Classificação:

- Verdadeira: denda e independe do meio. Ex: Streptococus pneumoniae

- Limosa: dina e depende do meio, pois é apenas sintetizada na presença de sacarose. Ex: Streptococus salivarius.

- Glicocálice: polímero que forma uma malha frouxa de fibrilas que se extende para fora da célula. Ex: Streptococus mutans (principal causador da cárie).

Esporos

  • Formas de resistência dos gêneros Bacullus (aeróbia) e Clostridium (anaeróbia)

Obs: O Clostridium tetane causa o tétano, o Clostridium botulino causa botulismo e o Clostridium perfringes, doenças de pele.

  • A transformação da forma vegetativa para a de esporo dura aproximadamente 6h.
  • Resistente ao calor e ao ressecamento.
  • Produzido intracelularmente.
  • Localização: central, terminal e sub-terminal.
  • Formação:

- Cerne ou protoplasto: Cópia completa do material genético.
- Parede, córtex, capa e exospório.

Granulações

  • Polímeros de reserva, insolúveis.
  • Composição: polímeros de glicose (amido e glicogênio), ác. hidroxibutírico + fosfato e volutina.
  • Podem ser metacromáticos.
  • Exemplos: Conybacterium (causa difteria) e Lactobacillus.

Plasmídeos

  • Moléculas menores de DNA
  • Visíveis somente ao Microscópio de Tonelamento (superior ao eletônico)
  • Circulares.
  • Capazes de autoduplicação.

ESTRUTURAS ESSENCIAIS OU CONSTANTES

Parede Celular (PC)

  • Sinônimos: saco murâmico, peptoglicano, mureína, mucocomplexo, mucopeptídeo, peptideoglicano.
  • Características: rígida, inelástica, porém deformável.
  • Funções:

- Dá forma à célula;
- Promove resistência a choques mecânicos e osmóticos;
- Serve de sítio de absorção de vírus;
- Determinante da especificidade antigênica;
- Responsável pela divisão das bactérias em Gram + e Gran -.

  • Composição: polimérica, com sub-unidades de ácido murâmico, N-acetil glicosamina (NAGL) e tetrapeptídeo.
  • Antibióticos impedem a formação da parede celular por atuarem na síntese protéica. No espaço periplasmático da PC há enzimas b -lactamases que inativam antibióticos como penicilina e cefalosporina, por hidrolisar o anel b -lactâmico.
  • Lisosima faz digestão da PC e está presente em saliva, muco e lágrima. Atua destruindo a ligação NAGl - Mureína.

Coloração Gram

Substância

Tempo

Gram +

Gram -

1- Violeta gensiana

1 min

Roxa

Roxa

2- Lugol

30 Seg

Roxa

Roxa

3- Álcool

15 Seg (máximo)

Roxa

Incolor

4- Fuscina

30 Seg

Roxa

Vermelha

  • A fuscina age como corante de fundo

Diferenças ente bactérias Gram positivas e negativas:

Característica

Gram +

Gram -

Composição

Entre 2 ácidos murâmicos da PC há um tetrapeptídeo. Um ácido teicóico está presente.

Entre 2 ácidos murâmicos da PC há um tetrapeptídeo

Espessura

± 20nm

± 10nm

Amino ácidos

Pouco

Muito

Lipídeos

± 2%

± 20%

Peptoglicano

± 90% (muitas camadas)

± 5-10% (1-2 camadas)

Polissacarídeo

Pouco

Muito

Formam

Protoplastos

Esferoplastos

  • Protoplastos: bactérias que, mesmo perdendo a PC, mantém suas funções;
  • Esferoplastos: bactérias que, na perda, mantém um pouco da sua PC e, em momento oportuno, reconstituem-na.

Membrana Citoplasmática (MP)

  • 40% lipídeos, 60% proteínas
  • Funções principais:

- Permeabilidade seletiva;
- Síntese de enzimas respiratórias;
- Síntese de PC.

  • Possui PBP = Penicilin Binding Protein
  • Na superfície externa há enzimas para síntese de proteoglicano.
  • OBS: transpeptidases e carboxipeptidases támbém sintetizam PC.

Citoplasma

  • Complexo sistema coloidal, semi-fluido e granular
  • Com ribossomos
  • Granulações metacromáticas (ver acima) - volutinas

Núcleo Cromossomo

  • Circular
  • Única molécula contínua de DNA
  • Única duplicação no mesossomo.

Mesossomo

 

FISIOLOGIA BACTERIANA

CONDIÇÕES FÍSICAS DE CULTIVO:

Temperatura

  • Mesófilas: 20-40° C. São as bactérias de crescimento mais rápido (± 20min). Morrem apenas à temperatura de 180° C negativos. Ex: Estafilococos, Serratia marcens.
  • Psicrófilas: 10° C
  • Termófilas: 50-60° C

Temperatura (° C)

Mínimo

Ótimo

Máximo

Pseudomonas fluorescens

4

25-30

40

Staphilococus aureus (infecção hospitalar)

6.5

30-37

46

Termoactinomyces vulgaris

27-30

60

65-70

Nisseria gonorreae

30

35-36

38,5

Thermus aquaticus

40

70-72

79

Atmosfera

  • Aeróbias: proliferação na superfície do líquido em um tubo de ensaio. Ex: M. tuberculosis
  • Anaeróbias: proliferação no fundo. Ex: clostridium tetane e clostridium botulinum.
  • Anaeróbias facultativas: proliferação por todo o líquido. Ex: Enterobactérias
  • Microaeróbias: em condições ideais, prolifera-se pouco abaixo da superfície do líquido.

pH

  • 6,5 - 7,5: faixa ótima
  • 4,0 - 9,0: faixa de tolerância.

pH

Mínimo

Ótimo

Máximo

Staphylococus aureus

4,2

7,0 - 7,5

9,3

Acetobacter aceti

4,0 - 4,5

5,4 - 6,3

7 - 8

Vibrião cholerae

7,5

8- 9

9,5

Pressão osmótica

  • halófilas: proliferação em meios com alta concentração de sal
  • sacarófilas: proliferação em meios com alta concentração de açúcar;

OBS: de conhecimento essencia para manutenção de alimentos

EXIGÊNCIAS NUTRITIVAS

  • Pouco exigentes: muita síntese para manutenção própria
  • Exigentes: pouca síntese para manutenção própria

OBS: são necessários C, N, sais (Na, K, Fe, Zn, Mg etc) e fatores de crescimento (vitaminas e Aa)

FONTES DE ENERGIA

  • A partir de compostos orgânicos (CH, Aa)
  • A partir de reações de óxido-redução.

REPRODUÇÃO

  • Em média 30min.
  • Cissiparidade: divisão binária simples;
  • Cissiparidade com confugação ou esporulação.

FASES DE CRESCIMENTO

  • A: FASE LAG - adaptação ao meio
  • B: FASE LOG - crescimento exponencial
  • C: FASE ESTACIONÁRIA: crescimento impedido
  • D: FASE DE DECLÍNIO E MORTE
  • E: FASE DE ESPORO.

 

GENÉTICA BACTERIANA

ESTRUTURAS ENVOLVIDAS

Cromossomo

  • DNA circular
  • Fita única
  • Replicação semiconservativa
  • Divisão por fissão binária

Plasmídeos

  • DNA circular
  • Fita dupla
  • Replicação autônoma (não-dependente de cromossomo)
  • PLASMÍDEOS F: Fatores sexuais

- Funções codificadas: auto-replicação para todos; auto-transferência para alguns.
- Região TRA forma a fímbria sexual
- Produzem H2S, antibióticos e pigmentos
- Resistência aos antibióticos
- Sensibilidade/resistência a bacteriófagos

  • PLASMÍDEOS R: de resistência

- Possui região TRA
- Pode associar-se aos transpossons.

  • PLASMÍDEO DE VIRULÊNCIA

- Possui fator de aderência localizado (EPEC - Entero Patogênico Escherichia coli)
- Antígeno de colonização para aderência à mucosa intestinal (ETEC)
- Enterotoxina termoestável ­ excreção de H2O e sais - diarréia (ETEC).

DNA Fágico

  • Ou bacteriófago
  • Vírus bacteriano
  • DNA ou RNA
  • Possuem capa, DNA e placa basal
  • 2 ciclos:

- Lítico: vírus prende-se à célula e libera seu material genético dentro dela. Este replica-se e gera novos vírus.
- Lisogênico: vírus prende-se à célula e libera seu material genético dentro dela. Materiais genéticos de ambas as células se misturam e ocorre divisão celular.

OBS: Corunobacterium diphteriae só causa a difteria na forma lisogênica. Da mesma forma funcionam estafilococos produtores de enterotoxinas e estreptococos produtores de toxinas escarlatínicas.

Transpossons

  • DNA linear
  • Fita dupla
  • Jumping-genes

TRANSDUÇÃO

Quando se vai encapsular o DNA produzido pelo vírus, encapsula-se junto o material da própria bactéria.

Tripod


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