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Bactérias (avançado)

Bactérias (avançado)

Bactérias são organismos unicelulares que não possuem núcleo e têm alguns micrômetros de comprimento.

Biologia

Palavras-chave

bacillus, bactéria, gram-positiva, coloração de Gram, gram-negativa, bacterias ácido lácticas, gene, polissacárido, antibiótico, flagelo, pilus, ADN, citoplasma, cílio, parede celular, plásmido, fisión binaria, procariota, cosmopolita, endotoxina, peptidoglicano, tok, endóspora, cólera, peste, salmonela, gonorreia, difteria, doença de Lyme, úlcera gástrica, pneumonia, Escherichia coli, meningite, intestino, sífilis, infecção, biologia, microbiologia, organismo

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Questôes

  • Qual o tamanho médio de uma bactéria?
  • É verdade que o termo "bactéria", no seu sentido estrito, refere-se às Archebactérias?
  • É verdade que, semelhantemente ao ADN das eucariotas, histonas estão ligadas ao ADN das bactérias?
  • É verdade que enquanto os plasmídeos são separados fisicamente do ADN bacteriano, as suas funções estão estreitamente relacionadas?
  • Que forma têm os bacilos?
  • Que forma têm os patógenos da doença de Lyme?
  • Que forma têm os patógenos do tétano?
  • Qual das seguintes pode ser encontrada na parede celular das bactérias?
  • De que cor são as bactérias coradas durante a coloração de Gram?
  • É verdade que a coloração de Gram é importante para se decidir qual tratamento deve ser aplicado contra uma infeção bacteriana?
  • Qual dos seguintes é a força motriz do movimento do flagelo?
  • Qual o propósito do endósporo produzido por certas bactérias?

Cenas

Bactéria

Bactérias são microorganismos unicelulares que não possuem núcleos (procarióticos). A maioria das bactérias mede entre 0,5 e 10 micrômetros.

Os dois principais grupos de procariontes são Eubacteria e Archaea. O termo "bactérias", em seu sentido estrito, refere-se a Eubacteria.

Os ancestrais das bactérias modernas surgiram na Terra há cerca de 3,5 bilhões de anos. As bactérias são encontradas em quase todas as condições ambientais. Esses microorganismos se reproduzem principalmente assexuadamente, através de fissão binária.

Estrutura

  • membrana externa
  • parede celular - Com base no tipo de parede celular, as bactérias são classificadas em Gram-negativa ou Gram-positiva. A base da diferenciação é que a coloração de Gram produz resultados diferentes nas paredes celulares de diferentes tipos de bactérias, devido à sua estrutura. As bactérias Gram-positivas retêm o corante, enquanto as Gram-negativas não.
  • membrana citoplasmática (membrana celular) - Uma camada lipídica dupla.
  • plasma celular
  • DNA - O DNA das bactérias forma um circuito fechado e não é envolvido por um envelope nuclear (ou membrana), as bactérias são, portanto, células procarióticas ("antes do núcleo"). Nas células de organismos eucarióticos, no entanto, o DNA não forma um circuito fechado e é circundado por um envelope nuclear. Os seres humanos são compostos de células eucarióticas.
  • plasmídeo - Uma pequena molécula de DNA dentro das células que é fisicamente separada do DNA cromossômico e pode se replicar independentemente. É mais comumente encontrado em forma de anel.
  • cílio - Uma estrutura proteica fina e tubular. Algumas células têm centenas de cílios. Sua principal função é fornecer adesão a superfícies sólidas ou outras células. Alguns tipos de cílios também servem para locomoção.
  • flagelo - Uma estrutura proteica longa que serve para locomoção da bactéria.
  • pilus - Um apêndice em certas bactérias Gram-negativas, mais longas que um cílio. Eles servem de conjugação bacteriana, isto é, conectam duas bactérias para a transferência de plasmídeos.

O citoplasma forma a massa principal de uma célula bacteriana. O DNA bacteriano circular está embutido no citoplasma e conectado à membrana citoplasmática. Apenas proteínas envolvidas na replicação e transcrição estão conectadas ao DNA bacteriano. As histonas, que podem formar nucleossomas juntamente com o DNA, não estão presentes nas bactérias.

Moléculas curtas de DNA, semelhantes a anéis, chamadas de plasmídeos, também estão presentes no citoplasma, mas estão fisicamente separadas do DNA bacteriano e funcionam de maneira diferente.

Quase todas as bactérias são envolvidas por uma parede celular. Ele fornece suporte estrutural e proteção às células. A maioria das bactérias tem formações tubulares mais curtas ou mais longas chamadas cílios, pili ou flagelos que avançam para fora da parede celular, servindo para a locomoção.

Morfologia

  • coccus - Um exemplo dessas bactérias é o Micrococcus luteus, uma bactéria não-patogênica que faz parte da flora normal da pele.
  • diplococcus - Uma dessas bactérias é a Neisseria gonorrhoeae, que pode causar infecção dos genitais.
  • streptococcus - Streptococcus pneumoniae, bactéria responsável principalmente por causar pneumonia, tem essa forma.
  • staphylococcus - Uma dessas bactérias é o Staphylococcus aureus, que pode causar infecções na pele.

Uma maneira simples de identificar bactérias é pela sua forma. Bactérias esféricas, chamadas de cocos, podem ocorrer como células únicas, pares, cadeias ou aglomerados. Certas bactérias que causam infecções supurativas, pneumonia ou gonorreia possuem forma esférica.

Há bactérias em forma de bastão, chamadas de bacilos. Algumas delas, como os lactobacilos usados na indústria alimentícia, são inofensivas. Muitos bacilos, no entanto, causam doenças. Por exemplo, os patógenos da peste, tuberculose, salmonelose e tétano. Escherichia coli, comumente encontrada no sistema intestinal humano, também é um bacilo.

Há também bactérias em forma de espiral. Os patógenos da sífilis, doença de Lyme e leptospirose são alguns exemplos. Spirochaetes são bactérias flexíveis em forma de espiral. Algumas bactérias, como o Vibrio cholerae, tem formato de vírgula, enquanto outras, como Corynebacterium diphtheriae, lembram um feixe.

Parede celular

  • Gram-negativa
  • Gram-positiva
  • lipopolissacarídeo (LPS, endotoxina) - Uma molécula de polímero, consistindo de lipídios e polissacarídeos, que é um componente importante da membrana externa de bactérias Gram-negativas. Contribui para a integridade estrutural da célula e protege contra alguns ataques químicos. Pode desencadear uma resposta imune intensa no hospedeiro.
  • membrana citoplasmática (membrana celular)
  • fina camada de peptidoglicano - É um heteropolímero de N-Acetilglucosamina (GlcNAc) e ácido N-acetilmurâmico (MurNAc) que são ligados por peptídeos.
  • membrana externa
  • grossa camada de peptidoglicano - Consiste em cadeias polissacarídicas que estão ligadas umas às outras por peptídeos.
  • proteína

As paredes celulares das bactérias são estruturas resistentes e rígidas, compostas por peptidoglicano. O peptidoglicano é um polissacarídeo que consiste em N-acetilglucosamina e ácido N-acetilmurâmico alternando em cadeias longas e ligados por peptídeos. Nos laboratórios, um corante é adicionado às bactérias para diferenciar aquelas que contêm membrana externa (ou bicamada lipídica). Este método é chamado coloração de Gram. Bactérias com uma camada espessa de peptidoglicano, chamadas de Gram-positivas, ficam manchadas de azul escuro quando submetidas ao método. Aquelas bactérias cuja camada de peptidoglicano é mais fina e que possuem camada lipídica ficam manchadas de rosa, sendo chamadas Gram-negativas. Essa diferença é importante porque esses dois tipos de bactérias reagem aos antibióticos de maneira diferente, o que requer tratamento diferente dependendo da infecção.

Flagelo

  • membrana externa
  • camada de peptidoglicano
  • bastonete
  • membrana citoplasmática (membrana celular)
  • anéis
  • rotor
  • estator
  • filamento - Uma grande molécula de proteína que pode atingir 30 micrômetros de comprimento.
  • gancho - Molécula de proteína dobrada em forma de tubo.
  • corpo basal

Vários tipos de bactérias têm flagelos. Uma única célula bacteriana pode ter até trinta flagelos que ajudam na locomoção em ambiente aquoso, como no interior dos corpos dos animais.

Um flagelo consiste em três partes principais: corpo basal, gancho e filamento. O corpo basal, que é o motor do flagelo, está encerrado na parede celular. No meio, há uma haste conectada ao gancho. Há anéis ao redor da haste que estabilizam e giram. O filamento, a maior parte do flagelo, compreende proteínas de flagelina e funciona como um parafuso helicoidal que cria o torque necessário para a locomoção de bactérias. É a força motriz do próton que impulsiona o movimento rotatório. Os prótons começam a se mover devido a um gradiente de concentração entre o interior e o exterior da célula bacteriana. Isso possibilita que o flagelo gire centenas de vezes por segundo.

Plasmídeo

  • origem de replicação - As enzimas da célula hospedeira podem duplicar o plasmídeo através desta sequência.
  • gene de resistência a antibióticos - A resistência contra certos antibióticos (por exemplo, ampicilina) está codificada nela.

O comprimento dos plasmídeos é medido em pares de quilobases (kbp). Seu comprimento varia entre 1 e 200 kbp. Os plasmídeos carregam genes que não são vitais em circunstâncias normais. No entanto, existem plasmídeos que são indispensáveis para a sobrevivência das bactérias. São aqueles que transportam genes de resistência a antibióticos ou genes de toxinas bacterianas. Plasmídeos podem se replicar de forma independente e se espalhar através de diferentes bactérias, mesmo de outras espécies. Este processo é chamado de transferência horizontal de genes.

Cápsula e camada limosa

  • cápsula - Consiste em exopolissacarídeos e possui uma estrutura organizada. Ele esconde as bactérias do sistema imunológico do hospedeiro.
  • limo - Pode ser feito de exopolissacarídeos. Sua estrutura é menos organizada que a da microcápsula.

A parede celular de certas bactérias é cercada por uma estrutura rígida ou viscosa. Chama-se cápsula quando tem uma estrutura bem organizada e uma camada de lodo quando sua estrutura é menos organizada. A função dessas estruturas é esconder as bactérias do sistema imunológico ou anexá-las às superfícies. Há também bactérias que, sob condições desfavoráveis, formam uma estrutura extremamente resistente, chamada endósporo. Tais bactérias incluem bactérias Clostridium e Bacillus em forma de bastonete.

Animação

  • membrana externa
  • parede celular - Com base no tipo de parede celular, as bactérias são classificadas em Gram-negativa ou Gram-positiva. A base da diferenciação é que a coloração de Gram produz resultados diferentes nas paredes celulares de diferentes tipos de bactérias, devido à sua estrutura. As bactérias Gram-positivas retêm o corante, enquanto as Gram-negativas não.
  • membrana citoplasmática (membrana celular) - Uma camada lipídica dupla.
  • plasma celular
  • DNA - O DNA das bactérias forma um circuito fechado e não é envolvido por um envelope nuclear (ou membrana), as bactérias são, portanto, células procarióticas ("antes do núcleo"). Nas células de organismos eucarióticos, no entanto, o DNA não forma um circuito fechado e é circundado por um envelope nuclear. Os seres humanos são compostos de células eucarióticas.
  • plasmídeo - Uma pequena molécula de DNA dentro das células que é fisicamente separada do DNA cromossômico e pode se replicar independentemente. É mais comumente encontrado em forma de anel.
  • cílio - Uma estrutura proteica fina e tubular. Algumas células têm centenas de cílios. Sua principal função é fornecer adesão a superfícies sólidas ou outras células. Alguns tipos de cílios também servem para locomoção.
  • flagelo - Uma estrutura proteica longa que serve para locomoção da bactéria.
  • pilus - Um apêndice em certas bactérias Gram-negativas, mais longas que um cílio. Eles servem de conjugação bacteriana, isto é, conectam duas bactérias para a transferência de plasmídeos.
  • coccus - Um exemplo dessas bactérias é o Micrococcus luteus, uma bactéria não-patogênica que faz parte da flora normal da pele.
  • diplococcus - Uma dessas bactérias é a Neisseria gonorrhoeae, que pode causar infecção dos genitais.
  • streptococcus - Streptococcus pneumoniae, bactéria responsável principalmente por causar pneumonia, tem essa forma.
  • staphylococcus - Uma dessas bactérias é o Staphylococcus aureus, que pode causar infecções na pele.
  • bacillus - A Escherichia coli, bactéria comumente encontrada em nossos intestinos, tem essa forma.
  • diplobacillus - Essa bactéria é Moraxella lacunata, que é comumente associada a infecções oculares.
  • cocobacillus - Uma dessas bactérias é o Haemophilus influenzae, que, ao contrário do seu nome, não está associado à gripe. Nas crianças, causa meningite.
  • helicoidal - A Helicobacter pylori, uma bactéria associada à úlcera gástrica, também tem essa forma.
  • spirillum - Uma das maiores bactérias, o Spirillum volutans, com média de 8 micrômetros de comprimento, tem essa forma.
  • spirochaeta - Exemplos são os patógenos da doença de Lyme (Borellia burgdorferi) e da sífilis (Treponema pallidum).
  • vírgula - Vibrio cholerae, o patógeno da cólera, é um exemplo.
  • bastão - Corynebacterium diphtheriae, o patógeno da difteria, tem essa forma.
  • Gram-negativa
  • Gram-positiva
  • lipopolissacarídeo (LPS, endotoxina) - Uma molécula de polímero, consistindo de lipídios e polissacarídeos, que é um componente importante da membrana externa de bactérias Gram-negativas. Contribui para a integridade estrutural da célula e protege contra alguns ataques químicos. Pode desencadear uma resposta imune intensa no hospedeiro.
  • membrana citoplasmática (membrana celular)
  • fina camada de peptidoglicano - É um heteropolímero de N-Acetilglucosamina (GlcNAc) e ácido N-acetilmurâmico (MurNAc) que são ligados por peptídeos.
  • membrana externa
  • grossa camada de peptidoglicano - Consiste em cadeias polissacarídicas que estão ligadas umas às outras por peptídeos.
  • proteína
  • membrana externa
  • camada de peptidoglicano
  • membrana citoplasmática (membrana celular)
  • filamento - Uma grande molécula de proteína que pode atingir 30 micrômetros de comprimento.
  • cápsula - Consiste em exopolissacarídeos e possui uma estrutura organizada. Ele esconde as bactérias do sistema imunológico do hospedeiro.
  • limo - Pode ser feito de exopolissacarídeos. Sua estrutura é menos organizada que a da microcápsula.

Narração

Bactérias são os organismos unicelulares mais simples da natureza e se classificam como procarióticas. São cosmopolitas, sendo encontrados em quase todas as condições ambientais da Terra. A maioria das bactérias mede apenas alguns micrômetros.

A célula bacteriana é envolvida por uma parede celular. Na superfície da parede celular podem ser encontrados cílios, pili e flagelos. O citoplasma, que é circundado por uma membrana, constitui a maior parte de uma célula bacteriana. O ADN bacteriano circular é incorporado ao citoplasma, que também contém moléculas curtas de ADN em forma de anel, chamadas de plasmídeos. Estes estão separados fisicamente do ADN bacteriano e funcionam de maneira distinta.

Bactérias podem ser categorizadas de acordo com a sua forma. As bactérias esféricas, também chamadas de cocci, podem ocorrer como células individuais, ou formar pares, cadeias ou cachos. Certas bactérias que causam infecções supurativas, como a pneumonia e a gonorreia, têm forma esférica. Bactérias em forma de bastão são chamadas de bacilos. Alguns deles são inofensivos, como os lactobacilos, usados ​​na indústria alimentícia. No entanto, muitos deles podem causar doenças. Por exemplo, os patógenos da peste, da tuberculose, da salmonelose e do tétano. Os patógenos da sífilis, da doença de Lyme e da leptospirose são bactérias em forma de espiral. Algumas bactérias, como o Vibrio cholerae, que causa cólera, tem forma de vírgula, enquanto outras, como o Corynebacterium diphtheriae, agente causador da difteria, lembram uma vara.

As bactérias também podem ser classificadas de acordo com a reação de suas paredes celulares a um teste chamado coloração de Gram. Aquelas bactérias cuja camada de peptidoglicano é mais fina e possuem uma camada lipídica são coradas de rosa e são chamadas de Gram-negativas. No entanto, as bactérias com uma camada espessa de peptidoglicano são coradas em azul escuro e são chamadas de Gram-positivas.

Vários tipos de bactérias possuem flagelos que ajudam na locomoção. O filamento, parte mais comprida do flagelo, compreende proteínas de flagelina. Funciona como um parafuso helicoidal que cria o torque necessário para a locomoção das bactérias. A parede celular de certas bactérias é cercada por uma estrutura rígida ou viscosa. A função dessas estruturas é esconder as bactérias do sistema imunológico ou anexá-las a diferentes superfícies.

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