Bactérias

Caros amigos tentei com esse post, resumir algumas características referentes à bactérias, pesquisem mais pois tem muita coisa ainda, espero que sirva a todos nós.

Algumas características importantes de bactérias.

As bactérias são os “menores” e mais antigos organismos conhecidos: o seu diâmetro varia entre 0,5 e 10 milésimos de milímetro, e o seu aparecimento na Terra data de há mais de 3,4 mil milhões de anos.

A extraordinária adaptabilidade, que lhes permite alimentar-se de todo o tipo de substâncias, aliada à grande velocidade de replicação, faz com que as bactérias sejam as formas de vida mais difundida no nosso planeta: estima-se que a sua massa corresponda a um valor 5 a 25 vezes superior à de todos os animais terrestres e marinhos no seu conjunto.
As bactérias são organismos procariontes e, por isso, não têm núcleo e possuem um único cromossomo em forma de anel. Para se reproduzirem, recorrem a um processo muito mais simples do que o utilizado pela maioria dos eucariontes: a reprodução assexuada.
Alguns tipos de bactérias têm capacidade para trocar entre si parte do seu patrimônio genético, à semelhança do que fazem os organismos que se reproduzem sexualmente. Isso acontece, por exemplo, quando duas bactérias se aproximam e uma das duas duplica uma parte do seu ADN, transferindo-o para a outra mediante um pequeno canal de ligação. Desta forma, a bactéria receptora pode adquirir novas capacidades, como por exemplo, a resistência a determinados antibióticos.
Condições ambientais que lhes sejam desfavoráveis podem impedir a proliferação das bactérias, ou até matá-las. Para se defenderem, algumas delas podem transformar-se em esporos, ou seja, recobrir-se de várias camadas de materiais resistentes a agressões químicas ou ao calor e, nalguns casos, até à fervura. Alguns esporos que ficaram milhões de anos em depósitos fósseis, germinaram após terem sido colocados num ambiente adequado.
in Gallavotti, B. 1997. Segredos da Vida. DoGi. Itália.

Podem apresentar uma forma simples (esférica, cilíndricas ou espiraladas), apesar dos 3,5 a 4 bilhões de anos durante os quais elas têm evoluído.




Estrutura Geral de uma célula (bacteriana) procariótica típica :

Reprodução assexuada nas bactérias

As bactérias têm uma estrutura muito mais simples do que os eucariontes (A). O seu processo de reprodução é, assim, menos complexo. O filamento de DNA começa por fixar-se a uma invaginação da membrana plasmática e duplica-se (B). O novo filamento encontra-se preso noutro ponto a pouca distância do primeiro. A membrana plasmática distende-se, acompanhando o alongamento da célula e separando os filamentos de DNA (C). Quando a célula duplica o seu tamanho e os filamentos se separam, a membrana dobra-se para dentro e isola as duas células (D). Finalmente, forma-se uma nova parede celular e os dois indivíduos separam-se (E).

PARA QUE SERVEM AS BACTÉRIAS

As bactérias são organismos extremamente adaptáveis e, por isso, capazes de viver em qualquer ambiente da Terra. Estão presentes na atmosfera, até uma altitude de 32 000 metros, e no interior da superfície terrestre, até uma profundidade de 3000 metros. Há ainda espécies que vivem nas fontes quentes das profundidades oceânicas, onde a temperatura ronda os 100°C e a pressão é de 265 atmosferas, enquanto que outras conseguiram adaptar-se a ambientes extremamente ácidos ou alcalinos. Com efeito, as bactérias conseguem abastecer-se da energia de que precisam de formas muito mais variadas do que os organismos superiores. Algumas bactérias conseguem obter os alimentos através da fotossíntese, tal como os vegetais, outras são parasitas e provocam doenças mais ou menos graves tanto nas plantas como nos animais (basta pensar na tuberculose ou na peste, por exemplo), mas a sua maioria alimenta-se de qualquer tipo de substância orgânica.Ao decomporem todos os produtos dos outros organismos vivos, que doutro modo se extinguiriam, as bactérias permitem a recuperação dos minerais neles contidos. Sem as bactérias, qualquer forma de vida complexa, incluindo o ser humano, desapareceria rapidamente do nosso planeta.
in Gallavotti, B. 1997. Segredos da Vida. DoGi. Itália.

BACTÉRIAS: PAREDE CELULAR X MEMBRANA CITOPLASMÁTICA

Parede celular

- É rígida, suportam altas pressões, mantendo assim a forma característica de cada célula. Serve como uma barreira a algumas substâncias prevenindo a evasão de certas enzimas que poderiam causar danos à célula;
- Podem reter corantes, alguns antibióticos, sais biliares, metais pesados e enzimas degradativas, em contra partida os nutrientes líquidos necessários à célula têm passagem permitida.
- As paredes celulares são camadas de diferentes substâncias que variam de acordo com o tipo de bactéria envolvida, diferindo em espessura e composição.

Estudos de microscopia eletrônica e análises bioquímicas permitiram concluir que a parede celular bacteriana é a estrutura responsável pelo diferente comportamento das bactérias à coloração de Gram.
A técnica de coloração de Gram é uma técnica de coloração diferencial que permite distinguir os dois principais grupos de bactérias por microscopia óptica.
Foi descoberta pelo físico dinamarquês Hans Christian Gram em 1884. Este cientista obteve com a coloração realizada uma melhor visualização das bactérias em amostras de material infectado. Verificou, no entanto, que nem todas as bactérias coravam com este método o que o levou a sugerir a possibilidade de ser usado um contrastante. Gram morreu em 1935 sem ter conseguido que fosse reconhecida à devida importância ao seu método de coloração. Atualmente, esta técnica é fundamental para a taxonomia e identificação das bactérias, sendo utilizada como técnica de rotina em laboratórios de bacteriologia.


Seqüência da técnica:


Corante primário – violeta de cristal: cora o citoplasma de púrpura, independentemente do tipo de célula.
Mordente – solução de iodo: aumenta a afinidade entre o violeta de cristal e a célula e forma com o corante um complexo insolúvel dentro da célula.
Agente descolorante – álcool, acetona ou ambos: solvente lipídico.
Contrastante – safranina ou fucsina básica: cora o citoplasma de vermelho.

O que se verifica, quando se observam as diferentes bactérias sujeitas a esta coloração ao microscópio, é que estas têm um comportamento diferente face à coloração de Gram, o que permite classificá-las em:

Bactérias Gram-positivas ( cor púrpura)

Bactérias Gram-negativas (cor vermelha)

Comparação entre as paredes celulares de bactérias Gram-Positivas e Gram-Negativas:

As bactérias Gram-positivas apresentam uma parede espessa, homogênea, geralmente não estratificada e predominantemente constituída por peptidoglicano. Deste modo, o precipitado insolúvel que se forma por ação do mordente, fica retido no interior da célula pela camada espessa de peptidoglicano, logo, estas células não são descoradas permanecendo com a coloração conferida pelo corante primário (púrpura).

As bactérias Gram-negativas apresentam uma parede estratificada constituída por uma membrana externa e por uma camada mais interna que contém peptidoglicano e que é mais fina que a das Gram-positivas. Deste modo, o precipitado insolúvel, que se forma por ação do mordente, é removido (camada de peptidoglicano é mais fina que a das Gram-positivas e a membrana externa é parcial ou totalmente solubilizada pelo agente descolorante), pelo que as células ficam descoloradas, corando de vermelho pelo contrastante.

Desta forma, a diferente estrutura da parede bacteriana e, em particular a espessura da camada de peptidoglicano, é a responsável pelo diferente comportamento das bactérias face à coloração de Gram.

O peptidoglicano é um heteropolímero rígido e insolúvel na água, constituído por cadeias lineares de dois açúcares aminados – NAG (ácido n-acetilglucosamina) e NAM (ácido n-acetilmurâmico) – ligados entre si por ligações glicosídicas. As cadeias lineares ligam-se entre si através de cadeias de quatro aminoácidos

Membrana Citoplasmática

· é o sítio de atividade enzimática específica, e do transporte de moléculas para dentro e para fora da célula. É uma barreira para a maior parte das moléculas solúveis em água e muito mais seletiva que a parede celular
· composta primariamente de: 20 a 30% de fosfolipídeos e 50 a 70% de proteínas, estas podem fluir pelos fosfolipídios.
· contém enzimas envolvidas:
no transporte de moléculas (permeases)
na produção de energia
síntese de parede celular
· a fotossíntese ocorre em invaginações da membrana citoplasmática, as quais fornecem uma extensa área para acomodar uma alta concentração de pigmentos absorvidos da luz.

Difusão e Osmose através da Membrana Citoplasmática

1. Difusão Simples - é passivo e a célula não gasta energia para realizá-lo. O soluto se movimenta do lado menos diluído para o mais diluído até o equilíbrio. Ex. entrada e saída de CO2 e O2

2. Difusão por meio de Permeases - transporte da maior parte de nutrientes para dentro da célula. Requer gasto de energia pela célula

3. Osmose - passagem do solvente de uma solução de baixa concentração de soluto (alta conc. de água) para uma solução com alta concentração de soluto (ou baixa conc. de água). A força com que a água se move através da membrana é a pressão osmótica. As células microbianas podem ser expostas a três tipos de condições osmóticas:

Isotônica - a concentração total dos solutos é a mesma em qualquer lado da membrana

Hipotônica - a concentração do soluto é mais baixa no interior da célula. A água entra na célula por pressão osmótica. A maioria das células crescem nesta condição

Hipertônica - a concentração do soluto é mais alta no interior da célula. A água deixa a célula por pressão osmótica

COMPARANDO

Gram-Positivas:
Membrana citoplasmática:
fosfolipídios
proteínas
Parede celular:
peptidoglicano - polímero poroso e insolúvel, em grande quantidade nestas bactérias (50% ou mais do peso seco da célula), tornando a parede bem espessa.
ácido teicóico - polímero de glicerol e ribitol fosfato; carregados negativamente pode ajudar no transporte de íons + para dentro e fora da célula; e no armazenamento de fósforo. Encontram-se ligados ao peptidoglicano ou à membrana citoplasmática
polissacarídeos - ligados ao peptidoglicano

Gram-Negativas:
Membrana citoplasmática:
fosfolipídios
proteínas

Parede celular

- localizada no espaço periplasmático, ou seja, entre as membranas citoplasmática e externa.
peptidoglicano - representa 10% do peso seco da célula
lipoproteínas
Membrana externa

- presente apenas nestas bactérias, serve para distingui-las.
lipopolissacarídeos - típicos destas bactérias, ocorrem somente na membrana externa; formados de lipídeos, cerne de polissacarídeo e antígenos O. Podem atuar como um veneno (LPS ou endotoxina).
trímeros de porina

OBS:
· as paredes celulares das Arqueobactérias diferem das Eubactérias tanto em composição química quanto na estrutura. Tais paredes contêm proteínas, glicoproteínas ou polissacarídeos completos. Não contém peptidoglicano.

· quando a parede de uma bactéria Gram-positiva é quase completamente destruída, por enzimas, o resultado é uma célula esférica conhecida como PROTOPLASTO, a qual permite a entrada de grande quantidade de água, resultando em lise. As paredes das Gram-negativas são mais resistentes a estas enzimas

Protoplastos
Mediante procedimentos de laboratório se pode eliminar total ou parcialmente a parede celular bacteriana por meio de enzimas. Denominam-se protoplastos as células bacterianas que perdem totalmente sua parede celular.
As células, nessa condição, podem ser manipuladas, conservando ainda as potencialidades de células completas. Os protoplastos vêm sendo utilizados no melhoramento de espécies de interesse agronômico, para obtenção de plantas transgênicas entre outras.

Figura:
a) Meio hipotônico a concentração de soluto no interior da célula é maior que fora dela. A água flui para dentro da célula, o influxo da água força o protoplasto contra a parede celular. Se a parede for fraca, pode romper-se; o protoplasto pode inchar, e eventualmente rompe.
b) Meio Isotônico, enzima atuando na parede celular, destruindo-a para posterior formação do protoplasmo.

Conteúdos retirados e adaptados de:

http://www.livronline.com/servicos/gratuitos/mb1504/indice.html

http://www.prof2000.pt/users/biologia/tcolgram.htm

http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/05paredbios.htm

http://www.cientic.com/tema_procariota.html