CAPÍTULO II OS PROCARIOTAS ORGANIZAÇÃO, ESTRUTURAS e

CAPÍTULO II
OS PROCARIOTAS
ORGANIZAÇÃO,
ESTRUTURAS e FUNÇÕES
4ª AULA TEÓRICA
MICROBIOLOGIA 2010/2011
António Inês
24.02.2011
MICROBIOLOGIA 2008/2009
Os procariotas, organização, estruturas e funções
SUMÁRIO:
Estruturas opcionais
CAPÍTULO II. OS PROCARIOTAS: ORGANIZAÇÃO,
ESTRUTURAS e FUNÇÕES (conclusão)
Outras estruturas:
Flagelos e mobilidade; Filamentos axiais
Pili ou fímbrias
Glicocálice, cápsulas e microcápsula
Endósporos bacterianos. Outros esporos bacterianos.
Inclusões intracitoplasmáticas
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Os procariotas, organização, estruturas e funções
O flagelo das bactérias
Em forma de saca-rolhas
É constituído por 3 partes:
Corpo basal
Gancho
Filamento
Constituído
flagelina
por
uma
proteína:
A célula usa o ATP para bombear os
protões para fora
Os protões difundem-se através da
membrana do corpo basal
As
diferenças
de
gradiente
são
convertidas na rotação
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Os procariotas, organização, estruturas e funções
O flagelo das bactérias
Flagelos em bactérias Gram– (a) e em Gram+ (b)
Filamento (flagelina)
Gancho
Corpo basal- Sistema de anéis que se inserem no:
LPS (Gram -) _ Anel L
Peptidoglicano_ Anel P
Membrana citoplasmática_ Anel MS
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Os procariotas, organização, estruturas e funções
A disposição dos flagelos
De acordo com o número e distribuição
dos flagelos, as bactérias podem ser
classificadas como:
1. Monotríquias: um único flagelo, num dos polos
2. Anfitríquias: um único flagelo, nos dois polos
3. Lofotríquias: dois ou mais (um tufo) flagelos
em um ou em ambos os polos
4. Peritríquias: flagelos à volta da célula
5. Atríquias (sem flagelos)
Mobilidade por flagelos
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Os procariotas, organização, estruturas e funções
Mobilidade em
espiroquetas pelo
filamento axial
Esquema proposto para a mobilidade por
deslizamento de Flavobacterium
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Os procariotas, organização, estruturas e funções
Tipos de taxias
Aerotaxia: migração de acordo com um gradiente de O2:
Bactérias anaeróbias: aerotaxia negativa
Bactérias microaerófilas: atraídas até tensões de O2 menores que a
atmosférica
Bactérias aeróbias e facultativas: aerotaxia positiva
Fototaxia: migração em função da luz (ficheiro fototaxia MOV file)
Quimiotaxia: migração de acordo com um gradiente espacial de uma
substância química
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Fímbrias ou Pili
Os procariotas, organização, estruturas e funções
São estruturas de proteína tubular que
permitem adesão a superfícies. São também
por isso designadas por adesinas.
São
estruturas
importantes
para
os
patogénicos. São típicas de bactérias Gram Composição proteína: pilina.
Os pili sexuais (pili F) permitem a ligação durante a conjugação (ficheiro
conjh MOV file)
das bactérias para a transferência de material genético
(plasmídeos), em Gram –
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Os procariotas, organização, estruturas e funções
A cápsula
É
uma
estrutura
de
natureza
polissacarídica (por vezes de natureza
polipeptídica
–
em
bem
Bacillus)
organizada justaposta externamente à
parede celular, que protege a célula
bacteriana;
patogenicidade
está
das
associada
bactérias
à
porque
serve de barreira à fagocitose.
fagocitose (ficheiro acapsulada MOV file)
cápsula protege da fagocitose (ficheiro capsula MOV file)
Cápsulas de Streptococcus
pneumoniae observadas
com coloração especial
Cápsulas de St. pneumoniae
observadas com coloração negativa
(tinta china)
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Os procariotas, organização, estruturas e funções
Cápsulas, microcápsulas, mucilagem, Glicocálice, S Layers
As camadas de mucilagem que rodeiam as células variam em espessura e
rigidez. Ajudam à adesão das bactérias a superfícies sólidas de objectos em
meios aquáticos e nos tecidos de animais e plantas. Protegem as bactérias da
fagocitose, infecções virais, variações de pH, stress osmótico, ...
Slime layer - estrutura de superfície difusa, não organizada e de
natureza polissacáridica
Glicocálice – projecções polissacáridicas presentes na superfície
bacteriana e que promovem a aderência a outras superfícies celulares
(presentes por exemplo em bactérias que provocam a cárie dentária)
S–layer – camada adicional bem organizada na superfície bacteriana,
de origem proteica ou glicoproteica com função desconhecida.
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Os procariotas, organização, estruturas e funções
Biofilme
É um agregado complexo de microrganismos formado pela excreção de uma matriz
protectora e adesiva.
Staphylococcus aureus biofilm on an indwelling
catheter (http://en.wikipedia.org/wiki/Biofilm)
Fig. 1: The biofilm life cycle, taken from Reference [12]. 1:
individual cells populate the surface. 2: EPS is produced and
attachment becomes irreversible. 3 & 4: biofilm architecture
develops and matures. 5: single cells are released from the biofilm.
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A formação do endósporo
Os procariotas, organização, estruturas e funções
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A formação do endósporo
Os procariotas, organização, estruturas e funções
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A formação do endósporo
Os procariotas, organização, estruturas e funções
Os endósporos bacterianos. Microfotografias de contraste de fase que ilustram
vários tipos morfológicos de endósporos e sua localização intracelular:
(a) terminal; (b) subterminal; (c) central
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A coloração de endósporos
Os procariotas, organização, estruturas e funções
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Os procariotas, organização, estruturas e funções
Exemplo de bactérias que produzem esporos (endósporos) e outros esporos menos resitentes
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Outros esporos em procariotas
Os procariotas, organização, estruturas e funções
1. Acinetas - estruturas de resistência em cianobactérias
Heterocistos – estruturas relacionadas com a fixação de azoto atmosférico em
cianobactérias
2. Cistos - estruturas de resistência em Azotobacter spp.
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Os procariotas, organização, estruturas e funções
Inclusões intracitoplasmáticas
As inclusões de reserva são acúmulos de substâncias orgânicas ou inorgânicas, rodeadas
ou não de uma camada limitante de natureza proteíca, que se originam dentro do
citoplasma sob determinadas condições de crescimento. Constituem reservas de fontes
de C ou N (inclusões orgânicas) e de P ou S (inclusões inorgânicas).
Grânulos de glicogénio – polímeros de glucose com estrutura ramificada,
que funcionam como material de reserva e como fonte de energia.
Granulações
lipídicas
–
Quimicamente
são
poli-β-hidroxibutiratos,
funcionando como material de reserva e como fonte de energia. São visíveis
por microscopia óptica com o negro de Sudão e facilmente detectáveis por
microscopia electrónica dado que não são estruturas osmiofílicas.
Os carboxisomas presentes em cianobactérias, bactérias nitrificantes e
tiobacilos são inclusões poliédricas ricas na enzima ribulose-1,5-difosfato
carboxilase (RuBisCO ), funcionando como reserva desta enzima e como local
de fixação de CO2.
Granulações de cianoficina – As cianoficinas são de natureza polipeptídica,
possuindo quantidades iguais de arginina e ácido aspártico. São visíveis por
microscopia óptica e funcionam como reserva de azoto para as cianobactérias.
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Os procariotas, organização, estruturas e funções
Granulações metacromáticas - São designados por grânulos de
volutina. Quimicamente são polifosfatos constituindo um polímero linear
de ortofosfatos, unidos por ligações éster. Funcionam assim como reserva
de fósforo. Por exemplo, estão presentes em Corynaebacterium
diphtheriae, o agente da difteria.
Grânulos
de
enxofre
–
Alguns
grupos
bacterianos
exibem
temporariamente grânulos de enxofre, que são utilizados no
metabolismo das bactérias fotossintéticas.
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Os procariotas, organização, estruturas e funções
Vacúolos de gás – presentes em arqueas e bactérias fotossintéticas.
Funcionam como reservatório de gás (incluindo azoto), permitindo-lhes flutuar
nas águas de acordo com as necessidades de luminosidade.
Os magnetossomas
Sensores do campo magnético terrestre
Presentes em certas bactérias aquáticas flageladas aeróbias ou microaerófilicas
Cristais homogéneos de magnetite (Fe3O4)
Cromatóforos – estruturas presentes nas bactérias fotossintéticas sob a forma
de vesículas com pigmentos fotossintéticos.