Anatomia funcional das clulas Procariticas e eucariticas

Importncia de ser pequeno Velocidade de difuso de nutrientes e excretas

inversamente proporcional ao tamanho;

Velocidade de transporte uma funo da rea superficial da membrana;

Importncia de ser pequeno

Comparao do tamanho de vrios procariticos

Morfologia bacteriana

cocos: bactrias esfricas espirilos: bactrias espiraladas bacilos: forma de basto vibries: forma de vrgula espiroqueta: alongada e altamente

contorcida

Muitas bactrias possuem flagelos (locomoo)

Arranjos bacterianos tipo cocos

Arranjos bacterianos tipo cocos

Arranjos bacterianos tipo bacilos

Tipos de arranjos bacterianos

Tipos de arranjos bacterianos

Tipos de arranjos bacterianos

Tipos de arranjos bacterianos

Tipos de arranjos bacterianos

Tipos de arranjos bacterianos

Arranjos bacterianos incomuns

Estrutura celular procaritica

Compostos de RNAr e protenas;

Menores que os de clulas eucariticas;

Clulas procariticas ribossomos 70S (30S + 50S);

Clulas eucariticas ribossomos 80S (50S + 40S);

Stio de ao de alguns antibiticos (estreptomicina 30S, cloranfenicol 50S).

RIBOSSOMOS PROCARIOTOS

Os ribossomos

Modo de ao do ribossomo

Dicionrio de aminocidos no RNA papel dos cdons

Regio densa que comporta o nico cromossomo bacteriano circular

No apresentam histonas nos cromossomos;

Plasmdeos e lementos gen t i cos extracromossmicos (5 a 100 genes).

Nucleide ou rea Nuclear

Apndices bacterianos

Flagelos Longos apndices filamentosos que propelem

as bactrias

Taxia (deslocamento em direo a um fonte atrativa)

Posicionamento: Monotrquio; Anfitrquio; Lofotrquio; Peritrquio.

Movimentao dos flagelos

Movimentao dos flagelos

TAXIA

QUIMIOTAXIA

FOTOTAXIA

AEROTAXIA

OSMOTAXIA

MAGNETOTAXIA

Estrutura de um flagelo procarioto

ESTRUTURA DO

FLAGELO PROCARITICO

Filamentos axiais ou endoflagelos - espiroquetas

Ex: Treponema pallidum Causador da sfilis

Apndices semelhantes a plos mais curtos e finos que os flagelos Usados para fixao em vez de motilidade Podem ocorrer nos plos celulares ou

distribuio homognea na superfcie celular Algumas unidades a centenas por clula; Permite adeso a superfcies (biofilmes) Adeso a mucosas - Neisseria gonorrhoeae

Fmbrias

Fmbrias

Adeso celular

Resistncia bacteriana remoo por lavagem pelas fmbrias

A bacteria Neisseria gonorrhoeae usa as fmbrias para aderir mucosa uretral

Resistncia bacteriana remoo por lavagem pelas fmbrias

Reproduo bacteriana

As bactrias reproduzem-se principalmente de forma assexuada, por diviso binria, bipartio ou cissiparidade.

Quando o ambiente est favorvel, isto , as condies de sobrevivncia so boas, ocorre a duplicao do material gentico bacteriano e a diviso da clula em duas.

Isso permite que algumas bactrias se dividam a cada 10 minutos!

Reproduo bacteriana: bipartio ou cissiparidade

Duplicao do DNA

Separao das clulas

Parede celular

Membrana plasmtica

Molcula de DNA

Reproduo bacteriana: bipartio ou cissiparidade

Ocasionalmente as bactrias podem trocar material gentico. Os processos envolvidos podem ser:

- Transformao; - Transduo; - Conjugao.

Reproduo bacteriana

TRANSFORMAO Quando uma bactria absorve e incorpora fragmentos de material gentico do meio. Ao reproduzir-se a bactria passa a enviar tambm esse material gentico s clulas Eilhas.

Reproduo bacteriana

TRANSDUO Ocorre auxiliada pela ao viral. O vrus, ao multiplicar-se dentro de uma bactria pode encapsular fragmentos de DNA bacteriano e introduzi-lo em outra bactria. Ao reproduzir-se a bactria passa a enviar tambm esse material gentico para as clulas Eilhas.

Reproduo bacteriana

Transduo bacteriana

CONJUGAO Quando ocorre a unio citoplasmtica entre bactrias, atravs de canais (pontes). O DNA de uma bactria transferido outra, que o incorpora. Ocorre com os plasmdeos (a bactria portadora do plasmdeo transmite uma cpia outra) Dessa forma, uma bactria resistente a um determinado antibitico pode transmitir essa resistncia s demais bactrias. Ao reproduzir-se a bactria passa a enviar tambm esse material gentico para as clulas-Eilhas.

Reproduo bacteriana

Eletromicrografia de Escherichia coli com um pilus de conjugao

Apndices semelhantes a plos mais longos

que as fmbrias Apenas um ou dois por clula; Unem duas bactrias na preparao para

t ransferncia de DNA entre clu las bacterianas (conjugao).

Pilus (singular) / Pili (plural)

Glicoclice Polmero viscoso e gelatinoso situado

externamente parede celular, de natureza polissacardica ou protica que circunda a clula;

Pode ser formado por camadas rgidas e

organizadas (CPSULA) ou por camadas mais frouxas (CAMADA VISCOSA);

Esquema de uma clula procaritica

Glicoclice Papel na aderncia a hospedeiros (cepas

patognicas)

Previne contra a desidratao

impede a fagocitose Ex.: Streptococcus pneumoniae causa

pneumonia quando as clulas esto protegidas por uma cpsula

PAREDE CELULAR BACTERIANA

PAREDE CELULAR BACTERIANA

Estrutura complexa, semi-rgida, responsvel pela forma da clula

Confere rigidez, mantm a forma da clula e previne contra a ruptura devido presso de turgor citoplasmtico (at 2 atm);

Ponto de ancoragem de flagelos;

PAREDE CELULAR BACTERIANA Contribui para a capacidade de algumas espcies causarem doena

St io de ao de alguns ant ib it icos (penicilinas);

A composio qumica da parede usada para diferenciar os principais tipos de bactrias

Diferena na constituio entre Gram-positivos e Gram-negativos.

Penicilina

Cefalosporina

Composio e caractersticas

Composta por uma rede macromolecular denominada peptideoglicana (murena);

Peptideoglicano = longo filamento formado por um dissacardeo repetitivo, unido por peptdeos

Composio e caractersticas A poro dissacardica (N-acetilglicosamina NAG e N-acetilmurmico NAM) repetitiva unida por peptdeos. Molculas alternadas de NAG e NAM formam sequncias de 10 a 65 monossacardeos As Eilas de acares (poro glicana) so ligadas por peptdeos (com aminocidos nas formas D e L). Os componentes se associam e formam o peptdeo glicano.

cido diaminopimlico Lisina

Paredes celulares bacterianas

Parede celular: mtodo de Gram

Bactria gram-positiva

Esquema de bactria com parte da clula removida.

Membrana plasmtica

Parede celular formada por camada espessa de peptidoglicano

Esquema de parte da parede celular e da membrana plasmtica de bactria gram-positiva.

Parede celular: mtodo de Gram

Esquema de bactria com parte da clula removida.

Esquema de parte da parede celular e da membrana plasmtica de bactria gram-negativa.

Membrana plasmtica

Camada de peptidoglicano

Bactria gram-negativa

Lipopolissacardeo Fosfolipdios

Protena

Lipoprotenas

Camada lipoprotica externa, espessa, semelhante membrana plasmtica, com lipopolissacardeos

Pare

de c

elul

ar

PBP penicilin binding protein

1945 = Fleming, Howard Florey e Ernst Chain

Premio Nobel -

Medicina

PAREDE DE BACTRIAS GRAM-POSITIVAS

90% da parede corresponde rede de peptideoglicano; Sensibilidade penicilina; Presena de cidos teicicos = polmero

formado por um lcool e um fosfato. Podem ser divididos em: cido lipoteicico atravessa a camada de

peptideoglicano e est ligado membrana; cido teicico de parede ligado ao

peptideoglicano.

Os cidos teicicos so negativamente carregados. Podem ligar e regular o fluxo de ctions para dentro e fora da clula;

Impedem a ruptura da parede;

T e m e s p e c i f i c i d a d e a n t i g n i c a (reconhecimento especfico para identificao em laboratrio).

UNIDADE BSICA DO CIDO TEICICO

Estrutura geral da parede celular de gram-positivos

PAREDE DE BACTRIAS GRAM-NEGATIVAS

10% da parede corresponde rede de peptideoglicano;

Presena de uma membrana externa = lipopolissacardeos (LPS) + lipoprotenas + fosfolipdios;

Peptideoglicano ligado a lipoprotenas e localizado no espao periplasmtico;

NO apresenta cidos teicicos;

NO apresenta elevada sensibilidade penicilina;

Apresenta protenas (PORINAS) para o fluxo de nutrientes;

LIPOPOLISSACARDEO OU LPS

LPS de Salmonella

P o l i s s a c a r d e o O r e s p o n s v e l p e l a diferenciao;

Lipdeo A endotoxina.

Estrutura geral da parede de bactrias gram-negativas

Resistncia enzimtica penicilina

DOENAS CAUSADAS POR BACTRIAS GRAM + E -

LEPRA - Ulceraes na pele Mycobacterium leprae (gram positiva)

Ttano Clostridium tetani. (gram +)

Botulismo Clostridium botulinium. (gram +)

Principais Bacterioses Coqueluche Bordetella pertussis. (gram negativa) Difteria ou Crupe Corynebacterium diphteriae. (gram positiva) Ttano Clostridium tetani. (gram positiva) Febre tifide Salmonella typhi. (gram negativa) SEilis Treponema pallidum. (gram negativa) Hansenase ou Lepra Mycobacterium leprae. (gram positiva) Gastrites Helicobacter pylori. (gram negativa) Febre Maculosa Rickettsia rickettsii Disenteria bacilar Shigella sp. (gram negativa) Gastroenterites Salmonella sp. (gram negativa)

Principais Bacterioses Tuberculose Mycobacterium tuberculosis. (gram positiva) Meningite Neisseria meningitidis. (gram negativa) Gonorria Neisseria gonorrheae. (gram negativa) Clera Vibrio cholerae. (gram negativa) Leptospirose Leptospira enterrogans. (gram negativa) Antraz Bacillus anthracis. (gram positiva) Botulismo Clostridium botulinium. (gram positiva) Peste Bubnica Yersinia pestis. (gram positiva) Pneumonia Streptococcus pneumoniae. (gram positiva) Diplococcus pneumoniae

Tcnica de colorao simples

Colorao diferencial

Colorao de Gram

Colorao de Gram

PAREDES CELULARES ATPICAS

Apresentam pouco material de parede ou no possuem parede;

Mycoplasma menores bactrias conhecidas que podem crescer fora de clulas vivas de hospedeiros; No possuem parede celular.

Micobactrias Parede muito complexa.

Archaea Parede celular formada pelo polmero chamado pseudopeptideoglicana;

Estrutura da parede de Micobactrias

Paredes celulares de Archaea

Formada por repeties de dois acares No apresentam o monossacardeo NAM (N-

acetilmurmico). Ao invs desse acar,

encontram-se o NAG e o NAT (N-acetil

talosaminurnico)

So insensveis s lisozimas A s s i m , s o c h a m a d o s d e

PSEUDOPEPTIDEOGLICANO

Parede celular de Archaea No apresentam os

monossacardeos NAG e NAM

PSEUDOPEPTIDEOGLICANO

NAT = N-acetil talosaminurnico

NAG NAT

NAG NAM

Danos parede celular Lisozima ao principal contra Gram-positivas; Quebram as ligaes glicosdicas entre NAG e

NAM

APS TRATAMENTO COM LISOZIMA: Gram-Positivas sem parede protoplasto; Gram-Negativas sem parede esferoplasto;

Protoplastos

ENDOSPOROS

Quando os nutrientes essenciais se esgotam, certas bactrias gram-positivas formam clulas especializadas de repouso, denominadas endosporos ou esporos bacterianos.

Ex.: Gneros Clostridium e Bacillus

Formao de endsporo

Clostridium botulinum

Bacillus anthracis

Clula sem endsporo

Clula com endsporo

Esporulao bacteriana

INCLUSES

qDepsitos de reserva. A clula acumula nutrientes e quando estes so escassos, a clula os utiliza.

Grnulos polissacardicos Incluses lipdicas Grnulos de enxofre Vesculas de gs Grnulos Metacromticos reserva de fosfato

inorgnico Magnetossomos incluses de xido frrico

(Fe3O4)

Corpos de incluso de lipdeos

VESCULAS DE GS PARA FLUTUAO

Domnio Archaea

So procariotos (semelhantes s bactrias) Quando possuem parede celular, esta no formada de peptdeoglicana Divididas em trs grupos principais: Metanognicas eliminam metano na sua respirao Haloflicos extremos vivem em ambientes altamente salinos Termoflicos extremos vivem em guas quentes e sulfurosas

Membranas

Estrutura da bicamada lipdica da membrana

Micrografia eletrnica de membranas fotossntticas de Halorhodospira halochloris sobrepostas ( espessura da membrana

8 nm).

Estrutura da membrana citoplasmtica

Agentes que moderam a solidez/fluidez das membranas

Grau de fluidez depende da composio lipdica e da

temperatura.

Temperaturas baixas: ocorre pouca movimentao

lipdica - bicamada quase cristalina. Acima de uma certa temperatura, os lipdios podem se

movimentar. Temperatura de transio: mudanas de slido para

fluido.

Esterol (eucariotos)

Colesterol

Opanide diplopteno (procariotos, Domnio Bacteria)

Agentes que conferem estabilidade membrana: esteris e hopanides

cidos graxos saturados: se acomodam bem no estado paracristalino.

cidos graxos insaturados: previnem a solidificao

(devidos as dobras das ligaes). Esteris - presentes apenas em metanotrficas e

micoplasmas; em eucariotos os esteris servem para estabilizar a membrana);

Hopanides funo similar aos esteris em

procariotos. No descrito em Archaea. Ex: baixas temperaturas bactrias sintetizam mais

cidos graxos insaturados do que quando cultivadas em altas temperaturas. Mantendo o mesmo grau de fluidez da membrana.

Membranas de Archaea

Os lipdios das Archaea apresentam ligaes ter entre o glicerol e suas cadeias hidrofbicas. No possuem cidos graxos. As cadeias laterais so compostas por unidades de isopreno. Principais lipdios so o glicerol diter e tetrater. So comuns a formao de monocamadas lipdicas, que so mais resistentes a rupturas.

ARCHEA Ligao ster em lipdeos de Bacteria e Eukarya

Ligao ter em lipdeos de

Archaea Domnio Archaea

Isopreno ao invs de

cidos graxos

Principais lipdeos encontrados em membranas de Archaea

Estrutura de membranas de Archaea