aula citologia 2011 2
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Citologia e Ultraestrutura de Microrganismos Procarióticos
Daniela Sales Alviano Microbiologia Geral
IMPPG – UFRJ
A maioria das bactérias do planeta pertencem ao domínio Bacteria
Citologia
Parede celular
Membrana citoplasmática
Ribossomos
Inclusões e grânulos
Cápsula
Flagelos
PiliNucleóide
Endosporos
Visão geral:
Coloração de Gram (Hans Gram, 1884)
Método de Coloração
Microscopia ótica
Visualização
Bactérias Gram-positivas Retém o corante primário
Bactérias Gram-negativas• Não retém o corante primário
• Estrutura semi-rígida encontrada em quase todas as bactérias, exceto em membros do gênero Mycoplasma
• Por ser porosa não tem papel importante no controle da entrada de materiais na célula
• Importância: - Mantêm o formato e protege contra o rompimento (Lise osmótica e mecânica)
- Ex: Controle de bactérias através de danos a parede (Penicilina e lisozima) Local de ação de antibióticos
• Componente principal → Peptideoglicana
• Polímero de cadeia principal de açúcares (derivados da glicose) de moléculas de N-acetilglicosamina ligadas alternadamente com ác N-acetilmurâmico (ligação beta 1,4)
• Cadeias de açúcar ligadas entre si a partir de pontes de tetrapeptídeos entre os ác N-acetil murâmicos que forma uma rede de sustentação ao redor da bactéria
Parede celular de Gram-positiva
Bactérias Gram-PositivasBactérias Gram-Positivas
Composição→ Peptidoglicana NAG →NAM (60 a 90%)
→ Pontes de tetrapeptídeosTetrapeptídeos ligados entre si por ponte de pentaglicina entre os aa L-lisina (sequência de aa do tetrapeptídeo L-ala, glutamina, L-lis e D-ala) * COOH alanina a NH2 lisina por ponte pentaglicina
β1 → 4
• Bactérias Gram + → Ácido Teicóico
* polímeros aniônicos* carboidratos ligados a ác. murâmico (fosfodiéster)
→ Ácido Lipoteicóico* ancorado (glicolipídeo ou fosfatidil glicolipídeo)
→ Tem ácidos teicóicos → constituído de carboidratos, PO43- e um álcool (glicerol ou
ribitol)
→ Polímeros com até 30 unidades, se estende além da parede e até da cápsula
→ Por terem carga negativa, podem atuar na regulação de entrada e saída de cátions na célula
→ Serve como sítio de ligação para bacteriófagos e antigênico
Parede celular de Gram-negativa
Composição → ME + Peptidoglicana + periplasma
Bactérias Gram-NegativasBactérias Gram-Negativas
Composição
Membrana Externa (LPS, lipoproteínas e fosfolipídios)
→ Lipopolissacarídio (LPS) - Lipídeo A: ancora LPS a ME (endotoxina)
- Core polissacarídico
- Antígeno O: porção carboidrato - atuam como antígenos e diferenciadores de bactérias Gram negativas.
Lipopolissacarídeos – Bactérias Gram-negativas• Efeitos fisiopatológicos do LPS -> o LPS na corrente sanguínea liga-se inicialmente a proteínas circulantes que, a seguir, interage com receptores de macrófagos, monócitos e outras células do sistema reticuloendotelial;
•Clinicamente -> pode-se observar a ocorrência de febre, dilatação dos vasos sanguíneos, leucopenia e hipoglicemia; hipotensao e choque devido à perfusão reduzida de órgãos essenciais.
→ Proteínas de membrana externa (OMP) – 50% ME (lipoprotns e integrais)
* Patogenicidade, integridade, barreira seletiva (porinas)
→Lipoproteínas (ME ao peptidoglicana)
→Vesículas de Membrana (MV): só em Gram-negativos
* ME
* toxinas, DNA e ptns, sinalização
* quarto mecanismo de transferência gênica
Bactérias Gram-NegativasBactérias Gram-Negativas
→ Peptidoglicana (10% a 20% PC) (mais suscetíveis ao rompimento mecânico)
Pontes de tetrapeptídeos → Tetrapeptídeos ligados entre si por ligação peptídica simples entre o ác diaminopimélico e a D-alanina (sequência de aa do tetrapeptídeo L-ala, ác D-glutâmico, ác diaminopimélico e D-ala)
→ Espaço Periplasmático (entre MC e ME)
* oxirredução, regulação osmótica, secreção ptns, quimiorreceptores
Bactérias Gram-NegativasBactérias Gram-Negativas
→ Região entre a membrana plasmática e a externa → Rico em enzimas de degradação e ptns de transporte → área muito ativa do metabolismo bacteriano
→ A peptiodeoglicana está no espaço periplásmico ligada covalentemente a lipoproteínas da membrana externa
• Bactérias Gram -
Membrana externa
→ Possui forte carga negativa → Importante na evasão da fagocitose e da ação do complemento
→ Serve de barreira para antibióticos (penicilina), enzimas (lisozima), detergentes, metais pesados, sais biliares e certos corantes.
→ Porinas →ptns que formam canais na membrana externa
ArqueasArqueas
Composição
→ Peptidoglicana, Glicoproteínas ou Camada S
* Pseudopeptidoglicana (N-acetiltalosaminurônico β1→3)
Pentapeptídeo
Ausência de D-aa
•Podem apresentar a pseudopeptideoglicana composta por ác N-acetiltalosaminurônico ao invés de NAM (ligação beta 1,3) e não possui os D-aminoácidos encontrados nas paredes celulares bacterianas
•Podem não apresentar parede, ou ter paredes incomuns constituídas de polissacarídeos, proteínas e glicoptns, mas não por peptideoglicana - Ex: Camada S → estrutura protéica ou glicoprotéica de simetria hexagonal → encontrada em Archaea e Bacteria
Coloração de GramColoração de Gram
* Coloração de Gram
* Composição / retenção Bactérias
Gram-negativas
Coloração de Ziehl-NeelsenColoração de Ziehl-Neelsen
• Bactérias álcool-ácido-resistentes
→ Coloração com carbolfucsina resistente a remoção álcool-ácida
→ Quando coradas pelo Gram são positivas por causa da espessura da parede celular
→Ex: Mycobacterium → 60% da parede constituída por ácidos micólicos (lipídeo) : ↓ permeabilidade
* Principal defesa contra infecções bacterianas na cavidade oral e nos olhos
β 1-4
ác. N-acetil murâmicoN-acetil glicosamina
pentaglicina
L-AlaD-Glu
D-AlaL-Lis/m-Dap
LISOZIMA
PAREDE CELULARAtividade contra a Parede CelularAtividade contra a Parede CelularLisozimas
Célula sem a parede celular → Gram positiva = Protoplasto
Gram negativa = Esferoplasto
→ Estruturas que se estendem além da parede celular e circundam as bactérias
• Apêndices longos, delgados e helicoidais→ responsáveis pelo movimento
• Se estende a partir da membrana plasmática até o exterior da célula
• ~50% das bactérias são móveis e geralmente o fazem através de flagelos
• São formados por subunidades de flagelina, apenas a região basal ligada a membrana plasmática não é de flagelina
• Possuem um décimo do diâmetro dos flagelos de céls eucarióticas
• Disposição dos flagelos: 1) Monotríquio → 01 flagelo polar
2) Anfitríquio → 02 flagelos, um em cada extremidade
3) Lofotríquio → 02 ou mais flagelos em uma ou ambas as extremidades
4) Peritríquio → flagelos por toda a superfície
5) Atríquio → não apresenta flagelos
Listeria monocytogenes
* Estrutura não-flexível, semi-rígida, helicoidal, ancorada na superfície da célula
* * Bactérias Gram + e Gram –Bactérias Gram + e Gram –
→ Corpo basal, filamento externo espiral (flagelina) e gancho
Polar
Lofotríqueo
Peritríqueo
• Estrutura dos flagelos: 1) Anel interno → embutido na membrana citoplasmática (01 anel em Gram+ e um par
em Gram-)
2) Anel externo→ 01 anel na parede em Gram +; 01 anel na parede e 01 anel na membrana externa em Gram -
3) Haste
4) Gancho
5) Filamento
• QuimiotaxiaQuimiotaxia : 1) positiva → movimento não aleatório a favor de substâncias do meio
2) negativa → movimento aleatório contra substâncias do meio*Receptores de superfície detectam substâncias do meio atuando como um sinal para
resposta da célula → Ex: transdutores de E. coli
• Giram como ganchos em L com gasto de ATP
→ no sentido anti-horário vai reto para frente
→ no sentido horário gira aleatoriamente
* Quimiotaxia e Sinalização Celular* Quimiotaxia e Sinalização Celular→ Estímulo químico ⇒ NUTRIENTES
• Atraente
• Repelente
* Magnetotaxia* Magnetotaxia
* Fototaxia* Fototaxia
* Aerotaxia* Aerotaxia
- Bactérias aquáticas
- Partículas eletrondensas – Fe - magnetos
- Bactérias fotossintéticas
- Vacúolos de gás H - flutuação
- Bactérias que requerem O2
Outros tipos de taxia:Outros tipos de taxia:
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