1) MORFOLOGIA E CITOLOGIA BACTERIANA As células bacterianas são caracterizadas morfologicamente pelo seu tamanho, forma e arranjo. 1.1) Tamanho - Variam entre 0,2 por 2m de diâmetro. 1.2) Forma 1.2.1) Cocos – são células esféricas (arredondadas) 1.2.2) Bacilos - são células, alongadas, cilíndricas, em forma de bastonetes. Ex.: Escherichia coli, Salmonella sp. 1.2.3) Espiroquetas, espirilos e vibriões - Formas helicoidais ou espiraladas possuem uma ou mais curvaturas. - Espirilos: possuem corpo rígido dando uma ou mais voltas espirais em torno do próprio eixo; locomovem-se à custa de flagelos externos. Ex: Aquaspirillum serpens - Espiroquetas: São flexíveis e locomovem-se por meio de filamento axial Ex: Treponema pallidum, Leptospira interrogans - Vibrião: formas espiraladas muito curtas, assumindo a forma de vírgula. Ex: Vibrio cholerae Cocos Bacilos Espiroqueta Espirilos Vibrião 1.3) Arranjo - Diplococos: cocos agrupados aos pares. Ex: Neisseria gonorrhoeae (gonococo), Neisseria meningitides (meningococo). - Tétrades: agrupamentos de quatro cocos. - Sarcina: agrupamentos de oito cocos em forma cúbica. Ex.: gênero Sarcina. - Estreptococos: cocos agrupados em cadeias. Ex.: Streptococcus pyogenes, Streptococcus mutans. Cocobacilo - Estafilococos: cocos em grupos irregulares, lembrando cachos de uva. Ex.: Staphylococcus aureus. - Diplobacilo: bacilos agrupados aos pares. - Estreptobacilos: bacilos agrupados em cadeias. Diplococos Estreptococos Estafilococos Tétrade Sarcina Diplobacilos Estreptobacilos 2) CITOLOGIA BACTERIANA Na figura abaixo estão representadas esquematicamente algumas estruturas bacterianas. Fímbria Parede bacteriana Plasmídio Membrana plasmática Cápsula Ribossomos Mesossomo Flagelo Cromossomo Citoplasma 2.4) Parede celular A parede celular bacteriana é uma estrutura rígida que recobre a membrana plasmática e confere forma às bactérias. Ela é constituída por uma macromolécula complexa denominada peptideoglicano. Além disso, a parede celular mantém a pressão osmótica intrabacteriana, impedindo o rompimento da célula devido à entrada de água (lise osmótica). A divisão das bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, de acordo com sua resposta à coloração de Gram é decorrente das diferenças na composição e estrutura da parede celular. - Gram Positivas: possuem em sua parede celular múltiplas camadas de peptideoglicano ligado a ácido teicóico, o que torna a parede dessas bactérias mais espessa e rígida que a das bactérias Gram negativas, essas bactérias são sensíveis à lisozima e sua parede constitui o local de ação de alguns antibióticos. - Gram Negativas: a parede celular dessas bactérias é menos espessa e elas são mais complexas que as Gram positivas por apresentarem uma membrana externa cobrindo a única camada de peptideoglicano. A membrana externa atua como uma barreira seletiva para a entrada e saída de algumas substâncias da célula e podendo ainda causar efeitos tóxicos sérios em indivíduos infectados. A estrutura da membrana externa é composta por fosfolipídios, lipoproteínas e lipopolissacarídeos (LPS). Os lipopolissacarídeos estão localizados exclusivamente na camada externa da membrana, enquanto que os fosfolipídeos estão presentes quase completamente na camada interna. A porção lipídica do LPS é também conhecida como endotoxina e pode causar febre e choque. Meio extracelular Ácido teicoíco Meio extracelular Porção polissacarídica do LPS Parede celular Peptideoglicano Membrana externa Peptideoglicano Membrana plasmática Membrana plasmática Citoplasma Citoplasma Gram positiva Parede celular Gram negativa 2.1) Flagelos Flagelos são estruturas especiais de locomoção, constituídas por uma estrutura protéica denominada flagelina, formando longos filamentos delgados e ondulados de 3-12 m que partem do corpo da bactéria e se estendem externamente à parede celular. As bactérias recebem denominações especiais de acordo com a distribuição dos flagelos: monotríquias (um flagelo em uma das extremidades); anfitríquias (um flagelo em cada extremidade); lofotríquias (tufo de flagelos na extremidade); e peritríquias (cercadas de flagelos). 2.2) Fímbrias As fímbrias ou "Pili" são estruturas filamentosas mais curtas e delicadas que os flagelos, constituídas por uma proteína chamada pilina e presentes em muitas bactérias especialmente Gram negativas. Sua função está relacionada a aderência às superfícies mucosas, e também com a troca de material genético durante a conjugação bacteriana (fímbria sexual) 2.3) Glicocálice Muitas bactérias apresentam, externamente à parede celular, uma camada viscosa denominada glicocálice que constitui uma forma de proteção contra o dessecamento. O glicocálice está relacionado com a virulência da bactéria, pois confere capacidade de adesão a superfícies e resistência à fagocitose, de modo que, em uma mesma espécie, as amostras capsuladas são mais virulentas que as não capsuladas. Geralmente o glicocálice é de natureza polissacarídica. Se a estrutura é organizada e está firmemente aderido à parede celular, o glicocálice é descrito como uma cápsula. Se a estrutura é pouco organizada e está fracamente aderida à parede celular, o glicocálice é descrito como uma camada viscosa ou limosa. 2.5) Membrana plasmática A membrana plasmática é constituída principalmente de fosfolipídeos e proteínas, desempenhando importante papel na permeabilidade seletiva da célula. Ela difere da membrana plasmática das células eucarióticas por: - não apresentar esteróides em sua composição; - ser sede de numerosas enzimas do metabolismo responsáveis pela síntese de biomoléculas (lipídeos e ATP); - controlar a separação dos cromossomos e a divisão celular através dos mesossomos. 2.6) Mesossomos Os mesossomos são invaginações da membrana plasmática. Os mesossomos estão ligados ao material genético da célula estando envolvidos na replicação de DNA e na divisão celular. 2.7) Estruturas Celulares Internas 2.7.1) Citoplasma: - Citoplasma: em qualquer célula, o citoplasma tem em torno de 80% de água, ácido nucléicos, proteínas, carboidratos, lipídeos, íons inorgânicos, compostos de baixo peso molecular e partículas com várias funções. Esse fluido denso é o sítio de muitas reações químicas. - Ribossomos: responsáveis pela síntese protéica (tradução) estão presentes em grande número no citoplasma das células bacterianas. 2.7.2) Material genético - Nucleóide: as bactérias apresentam um cromossomo circular constituído por uma única molécula de DNA não delimitado por membrana nuclear. O cromossomo bacteriano contém todas as informações essenciais ao crescimento bacteriano. - Plasmídeo: algumas bactérias possuem moléculas menores de DNA, também circulares, cujos genes não codificam características essenciais, porém muitas vezes conferem vantagens seletivas à bactéria que os possui. Essas moléculas chamadas plasmídeos são capazes de replicação independente da cromossômica, e podem existir em número variável no citoplasma bacteriano. 2.8) Esporos Os esporos que se formam dentro da célula, chamados endosporos, são exclusivos das bactérias pertencentes ao gênero Bacillus e Clostridium. Eles possuem parede celular espessa e são altamente resistentes a agentes físicos (dessecação, aquecimento e radiação) e químicos (desinfetantes). Os esporos surgem quando a célula bacteriana não se encontra em um meio ideal para o seu desenvolvimento. A bactéria produtora pode crescer e multiplicar-se por muitas gerações. Em alguma etapa do desenvolvimento, em ambiente com condições desfavoráveis (falta de nutrientes, tensão de O 2, temperatura), ocorre no interior do citoplasma a síntese do esporo (sua formação leva por volta de 6 horas). Os esporos têm pouca atividade metabólica, podendo permanecer latente por longos períodos, representando uma forma de sobrevivência e não de reprodução.