Estrutura e função da célula procariótica. Introdução Origem da célula procariótica: 3,7...
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Com base em comparações de sequências das regiões intergênicas
16S – 23S do DNA ribossômico:
Três Domínios (Super-reinos) (Woese, 1977)
Estudos subsequentes mostraram que cada domínio está associado a uma série de fenótipos, alguns desses únicos para cada domínio
Tamanho da célula procariótica
Unidade de medida: m (micrômetro)
Tamanho variável: 0,1- 0,2 50 m
Thiomargarita namibiensis: 0,7 mm!(1999)
Escherichia coli: 1 x 3 m
Procariotos são pequenos, permitindo que:
- Nutrientes e dejetos sejam transportados para dentro e fora da célula via
membrana citoplasmática.
A velocidade desse transporte determina a velocidade metabólica:
- Quanto menor o tamanho, maior é o potencial de crescimento
- Interação mais intensa com o meio ambiente.
Morfologia dos procariotos: formas comuns
Cocos (Neisseria) Bacilos (Halobacterium/Salmonella) Vibrião (Bdellovibrio)
Espirilo Espiroqueta (Leptospira)
Pedunculada (Rhodomicrobium)
Cianobactérias
Micélio (Streptomyces)
Morfologia dos procariotos: arranjos
Estreptococo: GêneroStreptococcus
Estáfilococo: Gênero Staphylococcus
Coco: Gênero Methanococcus
Sarcina: Gênero Methanosarcina
Tétrade: Gênero Deinococcus
Diplococo: Gênero Neisseria
Estrutura da célula procariótica
Parede celular
A concentração de solutos dissolvidos gera alta pressão interna (pressão de turgor).
(E. coli 2 atm)
- A parede celular é responsável pela contenção dessa pressão
- Envoltório rígido, responsável também pela forma da célula
Domínio Bacteria
a) componente principal: peptideoglicano (>100 tipos)
- açúcares aminados:N-acetilglicosaminaÁcido N-acetilmurâmico
- aminoácidos
b) De acordo com suas respostas à coloração de Gram, as bactérias se
dividem em 2 grupos:(Dinamarquês Christian Gram, 1853)
Gram negativas: 10 % de peptideoglicano (1-2 camadas) 2-3 nm
Gram positivas: 90 % da parede formados de peptideoglicano (até 20 camadas) 30-60 nm
A coloração de Gram
Gram negativaGram positiva
Fixação
Cristal violeta
Tratamento com lugol
Álcool - acetona
Corante de contrastesafranina
c) “Membrana” externa de bactérias Gram negativas (camada LPS).Camada dupla, composta de:
• fosfolipídeos• proteínas • lipídeos • polissacarídeos• lipoproteínas
•Maior rigidez à parede celular
•Seus componentes são tóxicos quando injetados em animais
•Participa do processo de nutrição formando canais de passagem
Domínio Archaea* paredes de composição variável* sem peptideoglicano* Caráter Gram+ e Gram-
a) Metanogênicas* pseudopeptidoglicano* polissacarídeos
b) Halofílicas* Halococcus: polissacarídeo sulfatado* Halobacterium: glicoproteínas com cargas negativas
c) Outras metanogênicasMethanococcus e Methanospirillum: proteínas
d) Hipertermofílicas:* Sulfolobus: glicoproteínas (paredes estáveis em detergente em ebulição!!)
* Pyrodictium: glicoproteínas (113ºC)
Estrutura da célula procariótica
Estrutura da célula procariótica
Membrana plasmática* barreira física, vital para a células* espessura aproximada de 8 nm
Composição química da membrana
Domínio Bacteria: composição estável
* bicamada composta de:
- fosfolipídeos (glicerol + ácidos graxos + Pi: ligações éster)
- proteínas transmembranares
- hopanóides ( esteróis, resistência) em algumas espécies
Domínio Archaea: composição variável
* lipídeos: únicos na natureza
ligações éter entre o glicerol e hidrocarbonetos (isopreno)
podendo existir:
- glicerol diéter
- glicerol tetraéter
- mista
Estrutura da célula procariótica
Material genético
Molécula única de DNA circular, intensamente dobrada,podendo expandir-se até 1 mm (bactéria típica mede poucos m)
* não associado com histonas
* tamanho do genoma variável:E. coli: 4,7 MbMycoplasma genitalium: 0,58 Mb
* bactérias em crescimento podem conter várias cópias
* haplóides: apenas uma cópia de cada gene.
Estrutura da célula procariótica
Ribossomos Bactérias e árqueas têm ribossomos semelhantes (70S), mas diferentes na composição protéica
* Subunidades: 50S + 30S (RNA e proteínas)
* até 10.000 por célula
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Flagelos* apêndices longos e finos( 20 nm)
* helicoidais
* distribuídos em número variável
* proteína: flagelina
* estrutura:
- corpo basal (motor)
- gancho
- filamento
- O movimento de rotação é transmitido a partir do “motor”- 1000 prótons para cada rotação- velocidade variável (até 12000 rpm)- A célula desloca-se com até 60 comprimentos celulares/s (guepardo: 25 comprimentos/s)
Pili e fímbrias* fímbrias: adesão (várias unidades/célula)
* pili: mais longos (geralmente 1 unidade/célula)
- conjugação
- adesão em bactérias patogênicas
* composição: proteínas
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Cápsula (glicocálix)* composição: glicoproteínas e/ou polissacarídeos
* função:
- adesão
- proteção contra dessecamento e fagocitose
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Inclusões citoplasmáticasReserva de energia e de blocos estruturais:
* poli--hidroxibutirato, amido e outros
* polifosfatos (grânulos metacromáticos)
* enxofre
* magnetita (Fe3O4) (bactérias magnéticas usam para orientação)
“Magnetobulus multicellularis” (UFRJ)
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Vesículas de gás- procariotos aquáticos fotossintetizantes: ex. Cianobactérias
- ajuste vertical na coluna de água para regiões de luz ótima
para a fotossíntese
- poucas ou até centenas por célula
- proteínas hidrofóbicas
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Endósporos (estruturas de resistência)
Encontrados em algumas Gram positivas: - Bacillus- Clostridium- Sporosarcina- Sporolactobacillus
10 % do peso seco é ácido dipicolínico (exclusivo de esporos): estabilização do DNA.
Resistentes ao calor, radiações, ácidos, desinfetantes, lisozima
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