Morfologia bacteriana - ICB

MORFOLOGIA BACTERIANA

Procariotos: os menores seres

Bactérias de formas variadas

Cocos
Morfologia de cocos
Diplococos
Estreptococos
Estafilococos
Sarcinas

Bactérias de tamanhos variados

A maior bactéria: Epulopiscium
fishelsoni
Comprimento: 500 μm
Diâmetro: 50 μm

Calcificação de
artérias
Pedras nos rins
OU
Contaminação?
Nanobactérias
Elas existem?
Tamanho ~100 nm
Tamanho mínimo que uma célula deve ter para conter o maquinario
de replicação: 200 nm

Membrana citoplasmática

Membrana citoplasmática
Estabilização através de pontes de hidrogênio,
interações hidrofóbicas e cátions (Ca 2+ e Mg 2+ )
Grande fluidez: viscosidade do óleo de cozinha

Membrana citoplasmática
Principais funções:
- Permeabilidade seletiva
- Transporte de nutrientes
Substância Permeabilidade
Água 100
Glicerol 0.1
Triptofano 0.001
Glicose 0.001
Cl -
K +
0.000001
0.0000001
Na + 0.0000001

Membrana citoplasmática: Bacteria X Archaea
cadeias de isopreno ramificadas
4 diferenças
cadeias de ácidos graxos não-ramificadas
ligação éter
ligação éster
L-glicerol
D-glicerol

Membrana citoplasmática: Bacteria X Archaea
Ligação ester:
Eubacteria
Eukarya
Ligação eter:
Archaea
Isopreno (ao invés
de acido graxo):
Archaea

Parede celular
Funcões: Pressão de turgor (2 atm);
Rigidez;
Forma da célula

A parede celular determina a aparencia da célula
Bacillus subtilis Escherichia coli

Parede celular: Gram positivo X Gram negativo

Peptideoglicano
(mureína)
NAG= N-acetil-glicosamina
NAM= ácido N-acetil-murâmico

Peptideoglicano
Gram(+)
X
Gram(-)

Camadas de peptideoglicano

- Até 40 camadas de peptideoglicano
- Até 90% da parede celular
- Contém ácido teicóico: álcool (ribitol ou glicerol) e fosfato
(cargas (-) que auxiliam no transporte de íons)
Parede Celular de Gram-positivos

Parede Celular de Gram-negativos
- Peptideoglicano: 5 a 10 % da parede celular; localizado no
espaço periplasmático.
- Espaço periplasmático contém alta concentração de enzimas
degradativas e proteínas de transporte.
- Uma ou poucas camadas de peptideoglicano; NÃO contém
ácido teicóico

A membrana externa de Gram (-)

Características da membrana externa
- Toxicidade (endotoxina)- lipídeo A
- Polissacarídeo O – usado p/ tipagem. Ex: O157 H7
Exemplos de porinas:
OmpF: baixa osmolaridade
OmpC: alta osmolaridade
PhoE: carência de fosfato
- Presença de porinas: permeabilidade de substâncias
hidrofílicas pequenas, apesar da bicamada lipídica

Membrana
externa
Membrana
Citoplasmatica
Enquanto isso, no periplasma...
Polifosfatos Ortofosfato
Citoplasma
PhoE
Periplasma
PstC PstA
Organofosfato
AP
PiBP
Pi
PiBP PiBP
PiBP
Pi
Pi

Pergunta de análise crítica
A meia-vida do mRNA do sistema de transporte de fosfato (Pst) em
Bacillus subtilis é de 11 min e em E. coli é 1.8 min*. Analisando a estrutura da
parede de bactérias Gram (+) e Gram (-), sugira uma explicação funcional para
a discrepância na estabilidade dos mRNAs de Pst em B. subtilis e E. coli.
* Aguena M, Ferreira GM, Spira B. Stability of the pstS transcript of
Escherichia coli. Arch Microbiol. 2009 Feb;191(2):105-12.

Bactérias sem parede
Isolados naturais: Mycoplasma; Thermoplasma (Archaea)
Lisozima: digere ligações β-1,4 entre
N-acetilglicosamina e Ácido Nacetilmurâmico

Estruturas de superfície: Flagelos
Peritríquio
Polar
Lofotríquio
­ Estimulado por substâncias químicas (quimiotaxia) ou por
luz (fototaxia).
­ Antígeno da proteína H flagelar. Ex: E. coli O157:H7 .

Estrutura flagelar
Composto de três partes:
1. Filamento (flagelina)
2. Gancho
3. Corpo basal: série de anéis
e motor

Movimento flagelar
Veloc= 50 comprimentos/s
Qual seria a velocidade equivalente
em humanos?

O flagelo tem marchas?
A idéia geral é de que uma vez em rotação,
o flagelo não para sem desligar o motor.

A embreagem do flagelo
Importante para a formação de biofilmes

Estrutura flagelar X Secreção do tipo III

O olfato de bactérias - Quimiotaxia
tempo 0'
atrativo
controle repelente
Capacidade cognitiva!

Estruturas de superfície: Fimbrias
­ Estrutura proteica semelhante ao flagelo

Fimbrias conferem adesão a superfícies
Adesão de EPEC a células epiteliais
Biofilme de Streptococcus mutans
corado com eritrosina

Estruturas de superfície: Pili
- Importantes para a conjugação
- Receptores de fagos de RNA

Estrutura organizada
e aderida à parede
celular
Cápsula
(S. pneumoniae)
Glicocálice
Estrutura desorganizada e
ligeiramente aderida à
parede celular
Camada limosa

30S
16S RNA
1542 nt
RIBOSSOMO BACTERIANO
70S
50S
5S RNA 23S RNA
120 nt
*S = Unidades Svedberg
2904 nt

Grandezas biológicas

O microscópio (de campo claro)

Microscópio: características importantes
Magnificação máxima
Em teoria: ∞
Na prática: 1500X
Resolução máxima = 0.2 μm

Fatores que afetam a resolução máxima
Comprimeto de onda

Fatores que afetam a resolução máxima
Abertura numérica = n sen θ
maior tamanho de θ = 90 o
∴ maior sen θ = 1.0

Fatores que afetam a resolução máxima
n = índice de refração
índice de refração do ar = 1.0
d = menor distância observável entre 2 objetos
d = 0.5 λ = (0.5) (530 nm) = 265 nm = 0.26 μm
n sen θ (1.0) (sen 90 o )

Para melhorar o índice de refração: Óleo de imersão
d = 0.5 λ = (0.5) (530 nm) = 212 nm = 0.2 μm
n sen θ (1.25) (sen 90 o )

Coloração de Gram
Urina- E. coli
Pus- S. aureus

Grânulos
metacromáticos
Corynebacterium
Grânulos
polissacarídeos
Bacillus
CORPÚSCULOS DE
INCLUSÃO
Grânulos
sulfurosos
Thiobacillus
Inclusões
lipídicas
Mycobacterium
Carboxissomos
Cyanobacterium
Vacúolo
gasoso
Halobacterium
Magnetossomos
Aquaspirillun

ESPOROS
- Denominados de endósporos com tamanho e
localização variado (terminal, subterminal ou
central).
- Processo de esporulação ou esporogênese,
- Com grandes quantidades de ácido orgânico como
ácido dipicolínico e íons de Ca ++ .
- Resistem ao calor extremo, dessecação e
exposição de substâncias químicas e radiação.

TÉCNICA DE COLORAÇÃO DE GRAM
-A coloração entre bactérias Gram­negativas e Gram­
positivas diferencia­se pela resistência ao
descoramento pelo álcool. Etapas:
1. Solução de cristal violeta x 1 min.
2. Solução de iodo (lugol) x 1 min. (complexo cristal
violeta­iodo).
3. Descoloração pelo álcool: dissolução de lipídeos
4. Coloração com fucsina básica ou safranina x 30 seg.