Aula citologia 2011 3

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Aula citologia 2011 3

  1. 1. Citologia e Ultraestrutura de Microrganismos Procarióticos
  2. 2. <ul><li>Flagelo -> geralmente associado à motilidade mas também pode ser considerado uma adesina . </li></ul><ul><li>Pontes entre as bactérias </li></ul><ul><li>Ancoragem nas céls HeLa </li></ul>
  3. 3. Endoflagelos ou Filamentos axiais <ul><li>* Espiroquetas </li></ul><ul><li>flagelo interno (periplasma), movimentos em meio com alta viscosidade </li></ul><ul><li>Os filamentos axiais ao darem voltas dentro do invólucro externo fazem a espiroqueta girar como um saca rolhas </li></ul><ul><li>Gancho e anéis </li></ul><ul><li>Cada filamento está ligado em uma de suas extremidades a uma extremidade do cilindro citoplasmático que forma o corpo da espiroqueta: </li></ul>
  4. 4. <ul><li>* Arqueas </li></ul><ul><li>Diferentes composição e estrutura dos de Bacteria </li></ul><ul><li>Sem corpo basal / menores </li></ul><ul><li>cisteína </li></ul><ul><li>Rotatório e E próton-motiva </li></ul>Flagelos
  5. 5. Movimentos independentes de flagelo * Proteínas de superfície:  Grupo Cytophaga-Flavobacterium  Deslizamento: componentes de superfície celular  Hipótese: interação com ptns citoplasmáticas e ptns de ME (requer força próton-motiva) movimento para frente
  6. 6.  Pili do tipo IV: mobilidade independente de flagelo  “ twitching”: movimento contração Pseudomonas aeruginosa  “ gliding”: deslizamento Myxococcus xanthus * Outros tipos de movimentos: Movimentos independentes de flagelo
  7. 7. PILI E FÍMBRIAS * Filamentos longos e delgados * Principal função: Adesão * Quase em todas Gram – * Possuem base ligada na membrana plasmática em Gram-positivas e na membrana externa em Gram-negativas
  8. 8. Pili <ul><li>São prolongamentos pequenos e ocos: </li></ul><ul><li> Envolvidos com adesão de bactérias a superfícies e não com movimento </li></ul><ul><li> 01 pilus é composto por subunidades de pilina </li></ul><ul><li>*Receptores específicos para pili presentes em células da cavidade oral, intestino, permitem que a bactéria fique aderida prevenindo contra a ação mecânica da saliva, e de líquidos e comida que passam pelo intestino. </li></ul><ul><li>02 tipos de pili: </li></ul><ul><li>1) Pili de ligação ou fimbrias  curtos </li></ul><ul><li>2) Pili de conjugação, F ou sexuais  longos </li></ul>
  9. 9. <ul><li>1) Pili de ligação ou fimbrias </li></ul><ul><li>- Ajudam na adesão de bactérias a superfície </li></ul><ul><li>- Intensifica a colonização e contribuindo para a patogênicidade </li></ul><ul><li>Ex: Cepas de Neisseria gonorhoeae sem fimbrias raramente causam doença. Cepas com fimbrias são patogênicas e altamente infecciosas pois se aderem as céls epiteliais do sistema urogenital e ao sêmen podendo se disseminar para outro indivíduo. </li></ul><ul><li>2) Pili de conjugação, F ou sexuais </li></ul><ul><li>- Encontrado apenas em alguns grupos de bactérias </li></ul><ul><li>- Envolvido no processo de conjugação  ligam duas céls fornecendo um caminho para transferência de de material genético (DNA)  contribuição para a variabilidade genética </li></ul>Pili Neisseria gonohrroeae -> fímbria que apresenta tropismo pelas células epiteliais do trato urogenital
  10. 10. PILI E FÍMBRIAS
  11. 11. <ul><li>Termo geral para todas as substâncias que contêm polissacarídeos e se encontram além da parede celular = Região rica em carboidratos localizada na superfície externa da célula </li></ul><ul><li>Cápsula  camada mais espessa e compacta. Moléculas de polissacarídeos, polipeptídeos ou os dois dispostos num gel ou polímero viscoso. </li></ul><ul><li>Camada limosa  mais delgada e mais frouxa ; </li></ul>Glicocálix
  12. 12. CÁPSULA Cápsula e Camada Limosa  rígida, espessa  Polissacarídeos ou ptns  Gram + e Gram –  Funções  Fator de virulência: espécies patogênicas  Aplicação: vacinas * Camada limosa: + fina - fracamente ligada
  13. 13. <ul><li>Funções: </li></ul><ul><li>-proteger a célula contra danos mecânicos e químicos  Impede a desidratação; maior resistência </li></ul><ul><li>-ajuda na captação de nutrientes próximos as células </li></ul><ul><li>- permite a ligação entre bactérias e adesão ao meio (superfícies)  Ex: Formação da placa dental  Biofilme  Doenças periodontais e cárie </li></ul><ul><li>-pode ser importante nos processos de interação  ligação entre componentes de superfície celular  contribui para a virulência bacteriana (grau com que o patógeno causa doença) </li></ul><ul><li>Impedem o reconhecimento celular e destruição por céls fagocitárias do sistema imune  propriedade antifagocítica </li></ul>Glicocálix
  14. 14. <ul><li>Cápsula  Apenas algumas espécies produzem e nem todas as estirpes apresentam cápsula. Dependendo das condições do meio, a bactéria pode não expressar. A composição da cápsula é exclusiva da estirpe que a secreta </li></ul>Glicocálix
  15. 15. BIOFILME <ul><li>* Comunidade bacteriana aderida a superfícies inertes ou vivas – embebidas em matriz de exopolissacarídeos </li></ul><ul><li>* Heterogêneos </li></ul><ul><li>* Etapas: </li></ul><ul><li>Adesão </li></ul><ul><li>Maturação: aumento de diversidade e complexidade </li></ul><ul><li>Ruptura de camada externa </li></ul><ul><li>Colonização de novas superfs. </li></ul><ul><li>* Limitações: </li></ul><ul><li>Oxigênio/nutrientes </li></ul><ul><li> pH </li></ul><ul><li>Acúmulo metabólitos tóxicos </li></ul>
  16. 16. BIOFILME * Passo essencial: ligação da bactéria à superfície sólida * Teoria: - proximidade para contato inicial (fvw, eletrostáticas e hidrofóbicas) - ligação forte a superfície: exopolissacarídeos e ligantes como pili: complexação com a superfície
  17. 17. Biofilme & Quorum-sensing Biofilme -> formação de “comunidades” bacterianas -> necessita a interação célula-célula Comunicação bacteriana -> autoindutores -> Homoserina lactona-> controle da expressão de fatores de virulência extracelulares (elastase e toxinas).
  18. 18. Céls Procarióticas Citologia Parede celular Membrana citoplasmática Ribossomos Inclusões e grânulos Cápsula Flagelos Pili Nucleóide Endosporos
  19. 19. <ul><li>Confere às células sua “individualidade”; </li></ul><ul><li>Constituídas principalmente de fosfolipídeos e proteínas  </li></ul><ul><li>Modelo do Mosaico fluido </li></ul>Membrana Citoplasmática
  20. 20. <ul><li>Citologia Bacteriana – Membrana Citoplasmática </li></ul><ul><li>Bicamada fosfolipídica externo ao citoplasma e interna à parede celular </li></ul><ul><li>Ptns inseridas: (a) Periféricas, (b) Integrais (Canais) </li></ul><ul><li>Ausência de esteróis (exceção gênero Mycoplasma ) </li></ul><ul><li>Funções: </li></ul><ul><li>(i) Permeabilidade seletiva </li></ul><ul><li>(ii) Produção de energia </li></ul><ul><li>(iii) Divisão celular </li></ul><ul><li>(iv) Formação de endosporos </li></ul><ul><li>(v) Síntese da parede celular </li></ul>
  21. 21. <ul><li> Funções: </li></ul><ul><li>Permeabilidade seletiva e transporte de solutos; </li></ul><ul><li>Desempenha funções realizadas por organelas eucarióticas; </li></ul><ul><li>Transporte de elétrons e fosforilação oxidativa em espécies aeróbias, Contém enzimas que catalizam reações químicas que degradam nutrientes e produzem ATP </li></ul><ul><li>Ajuda na replicação do DNA, sintetiza componentes da parede celular; </li></ul><ul><li>Tb contém a base dos flagelos e é responsável pelo movimento dessa estrutura </li></ul>Membrana Citoplasmática
  22. 22. Membrana Citoplasmática
  23. 23. * Lipídios de membrana Domínio Bacteria  Glicerolipídios (fosfolipídeos, fosfatidil glicerol, fosfatidil glicerol acilado, difosfatidil glicerol e fosfatidil glicerol fosfato)  Fosfolipídeos : principais * Ácidos graxos: maior insaturação, maior fluidez Fluidez de membrana Membrana Citoplasmática
  24. 24. 1- Lipídios  Moléculas anfípáticas;  em Bacteria e Eukarya os ácidos graxos estão ligados ao glicerol por ligações ÉSTER  em Archaea, os lipídios apresentam ligações ÉTER entre o glicerol e suas cadeias hidrofóbicas. Membrana Citoplasmática Composição: Característica principal é a fluidez  regula a entrada e saída de substâncias na célula através de diferentes mecanismos de transporte
  25. 25. Eucariotos (contém esterol)  Lipídios mais abundante: fosfolipídios (fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina e esfingomielina) Membrana Citoplasmática Estérois  eucariotos, bactérias metanotróficas e membros do gênero Mycoplasma  não possuem parede celular mas apresentam esteróis em sua membrana citoplasmática para conferir maior rigidez e resistência Hopanóides  descrito apenas em espécies do domínio Bacteria  similares aos esteróis  podem ter função semelhante
  26. 26. Composição <ul><li>Hopanóides (triterpenóides pentacíclicos semelhantes ao esterol) </li></ul><ul><li>Gram + e Gram – </li></ul><ul><li>Mesmas funções: fluidez e permeabilidade </li></ul><ul><li>Mycoplasma spp e Serpulina hyodysenteriae </li></ul><ul><li>* Esterol compensa falta de parede celular </li></ul>Membrana Citoplasmática
  27. 27. * Lipídios de membrana Domínio Archaea (termófilos, termoacidófilos e halófilos)  Glicerolipídios e Glicolipídios  Ligação do tipo ÉTER entre fitanol-saturado e glicerol (  estabilidade química e resistência à hidrólise) * do tipo arqueol: formam bicamada típica (diéter) * do tipo cardaquiol: formam monocamada (tetraéter) - resistência e rigidez: sem alteração de insaturação Composição  Principais lipídios: glicerol éter e diglicerol tetraéter Membrana Citoplasmática
  28. 28. Composição Definição * Fina / fluida / envolve a célula * Lipídios, proteínas e carboidratos * Variação entre Bacteria , Archea e Eukarya Membrana Citoplasmática Membrana Bactéria Archaea Eucarya Conteúdo proteico Alto Alto Baixo Composição lipídica fosfolipídeos Sulfolipídeos, glicolipídeos, hidrocarbonetos ramificados, isoprenoides, fosfolipídeos fosfolipídeos Estrutura dos lipídios cadeia linear cadeia ramificada cadeia linear Ligação dos lipídos éster éter (di e tetraeter) éster
  29. 29. Transportes de Substâncias Bactérias e arqueas: nutrientes obtidos por permeabilidade da MC e sistemas de transporte * Que não requerem energia:  Difusão Passiva * + [ ] para – [ ] * Carboidratos e aminoácidos Membrana Citoplasmática
  30. 30. <ul><li>* Que não requerem energia: </li></ul><ul><li>Osmose </li></ul><ul><li>- Água em resposta a [ ] soluto </li></ul>Membrana Citoplasmática
  31. 31. <ul><li>* Que não requerem energia: </li></ul><ul><li> Difusão facilitada </li></ul><ul><li>- Proteínas transportadoras – movimento para dentro e pra fora </li></ul><ul><li>Sem gradiente de [ ] e energia </li></ul><ul><li>Exemplo: glicerol </li></ul>Membrana Citoplasmática
  32. 32. <ul><li>Transporte PASSIVO de substâncias pela membrana: </li></ul><ul><li> Sem gasto de energia </li></ul><ul><li> A favor do gradiente de concentração </li></ul><ul><ul><li>Difusão Simples  Água, etanol, uréia, gases (CO 2 e O 2 ) e molécs lipofílicas pequenas </li></ul></ul><ul><ul><li>Difusão Facilitada  Através de UNIPORTER ou CANAIS PROTÉICOS (Permeases) Ex. K + , H 2 O, bases nitrogenadas </li></ul></ul><ul><ul><li>OBS: Osmose = Difusão da água (aquaporinas) </li></ul></ul>Transportes de Substâncias
  33. 33. Transportes de Substâncias * Que requerem energia:  Transporte ativo (uniporte, simporte e antiporte) - Permeases – canal – contra o gradiente – força próton-motiva Membrana Citoplasmática
  34. 34. Membranas Internas Invaginações ou continuidade * Bactérias nitrificantes - Enzima-chave oxidação amônia * Bactérias fotossintéticas - Bacterioclorofila e pigmentos de captação de luz GERAÇÃO DE ATP Membrana Citoplasmática
  35. 35. Em bactérias fotossintéticas, apresentam pigmentos e enzimas em dobras da membrana citoplasmática  estruturas denominadas cromatóforos ou tilacóides
  36. 36. Citoplasma <ul><li>80% é composto por H 2 O  contendo proteínas, lipídeos, carboidratos, íons </li></ul><ul><li>Contêm nucleóide, ribossomos e inclusões </li></ul><ul><li>Não apresenta citoesqueleto </li></ul>
  37. 37. Nucleóide <ul><li>Nucleóide = área do núcleo </li></ul><ul><li>Ausência de um núcleo individualizado circundado por membrana </li></ul><ul><li>Consiste no cromossomo bacteriano  DNA dupla fita circular </li></ul><ul><li>Está fixado à membrana plasmática  ptns de membrana ajudam na replicação do DNA e segregação dos cromossomos para as céls filhas </li></ul><ul><li>Ptns associadas porém não apresenta histonas </li></ul><ul><li>Bactérias frequentemente apresentam plasmídios </li></ul>
  38. 38. Plasmídios <ul><li>Pequenas moléculas de DNA dupla fita, geralmente circulares </li></ul><ul><li>São elementos genéticos extracromossômicos  Se replicam independente do DNA cromossômico  tb parece estar associado a ptns de membrana  podem ser transferidos de uma bactéria para outra </li></ul><ul><li>Possuem informações genéticas complementares ao cromossomo bacteriano </li></ul><ul><li>- Ex: Resistência a antimicrobianos, tolerância a metais tóxicos, síntese de enzimas e produção de toxinas </li></ul>
  39. 39. Ribossomos <ul><li>70S  contendo uma subunidade menor 30S e uma subunidade maior 50S </li></ul><ul><li>Locais da síntese protéica </li></ul><ul><li>~15.000 ribossomos </li></ul><ul><li>Subunidades: </li></ul><ul><ul><li>50S </li></ul></ul><ul><ul><li>30S </li></ul></ul>
  40. 40. Ribossomos <ul><li>Abundantes no citoplasma, estão frequentemente agrupados em cadeias longas chamadas poliribossomos </li></ul><ul><li>Funcionam como local de síntese proteica (alvo seletivo de ação de antibióticos  inibe a síntese de ptns) </li></ul><ul><li>Possuem duas subunidades uma grande e outra pequena e são constituídos de ác ribonucléico (rRNA) e ptn </li></ul><ul><li>- Ex: O tamanho relativo dos ribossomos e de suas subunidades pode ser determinado através do coeficiente de sedimentação expresso em unidades Svedberg (S). </li></ul><ul><li>Os de procariotos são menores 70S que os de eucariotos 80S </li></ul>
  41. 41. Inclusões <ul><li>Inclusões  Depósitos de reserva (armazenamento de nutrientes) em forma de vesículas ou grânulos (substâncias altamente compactadas que não se dissolvem no citoplasma) </li></ul><ul><li>Evitam o aumento da pressão osmótica </li></ul><ul><li>Existem inclusões comuns e específicas que ajudam na identificação de determinadas espécies (potencial diagnóstico) </li></ul>
  42. 42. Inclusões <ul><li>Exemplos de Inclusões: </li></ul><ul><li>1) Inclusões lipídicas  Fonte de C e E (ác. Poli-beta-hidroxibutírico) </li></ul><ul><li>2) Grânulos polissacarídicos  glicogênio e amido </li></ul><ul><li>3) Vacúolos de gás (direcionam bactéria fotossintéticas para obter quantidade suficiente de luz - fototaxia) </li></ul><ul><li>4) Grânulos metacromáticos  reserva de fosfato inorgânico (polifosfato) </li></ul><ul><li>5) Carboxissomos  vesículas contendo a enzima ribulose 1,5-difosfato  enzima necessária para a fixação do CO 2 durante a fotossíntese (cianobactérias) </li></ul><ul><li>6) Magnetossomos  inclusões de óxido de ferro (Fe 3 O 4 ) que agem como imãs, servindo para movimentação e decomposição de peróxido de hidrogênio. </li></ul>
  43. 43. Magnetossomas
  44. 44. Vesículas de gás
  45. 45. Endosporos <ul><li>Estágio de repouso produzido pela célula vegetativa de algumas espécies bacterianas (Ex: Bacillus e Clostridium ) </li></ul><ul><li>Cada célula produz apenas 01 esporo </li></ul><ul><li>Esporo bacteriano  sobrevivência em meio adverso </li></ul><ul><li>É diferente do esporo fúngico  reprodução </li></ul><ul><li>São formados dentro da célula, possuem muito pouca água </li></ul><ul><li>Altamente resistentes ao calor, desidratação, acidez, alcalinidade, desinfetantes e a radiação </li></ul><ul><li>- A escassez de nutrientes leva a esporulação, porém alguns pesquisadores acreditam que a formação dos esporos faça parte do ciclo vital normal das bactérias e que alguns esporos seriam formados mesmo em condições ambientais favoráveis. </li></ul>
  46. 46. <ul><li>Endosporos </li></ul><ul><li>Formas de vida metabolicamente inertes de Bacillus e Clostridium (Repouso) </li></ul><ul><li>Resistência: Calor, dessecamento, ácidos, H 2 O 2 , desinfetantes, radiação, lisozima, ... </li></ul><ul><li>Sobrevivência por anos </li></ul><ul><li>Estrutura: </li></ul><ul><ul><li>Exospório  Proteínas </li></ul></ul><ul><ul><li>Capa  Proteínas </li></ul></ul><ul><ul><li>Córtex  Peptídeoglicano frouxo </li></ul></ul><ul><ul><li>Núcleo (Desidratado; ↑ [Ác. Dip]) </li></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Parede celular </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Membrana citoplasmática </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Nucleóide e outros </li></ul></ul></ul></ul><ul><li>Ácido dipicolínico (Nu) é exclusivo de esporos </li></ul>Ca ++ Ca ++ Exospório Capa Córtex Núcleo
  47. 47. <ul><li>Esporulação </li></ul><ul><li> Condicionada pela exaustão de nutriente essencial (C ou N) </li></ul>Membrana interna do esporo Novo envoltório para o nucleóide do esporo Membrana externa do esporo Formação do córtex entre as membranas, e de dipicolinato Formação do capa do esporo Capa do esporo Formação do exospório Degradação da porção vegetativa Parede Celular Nucleóide pós-replicação Membrana citoplasmática Septo do esporo (Invaginação da membrana) Nucleóide do esporo isolado
  48. 48. <ul><li>Citologia Bacteriana – Esporulação </li></ul>
  49. 49. Germinação (Minutos) i) Ativação  Lesão da membrana + nutrientes específicos ii) Germinação  Perda do dipicolinato e revestimentos iii) Extrusão <ul><li>Importância Médica </li></ul><ul><li> Antraz – Bacillus anthracis </li></ul><ul><li>Tétano – Clostridium tetani </li></ul><ul><li>Botulismo – Clostridium botulinum </li></ul><ul><li>Gangrena gasosa – Clostridium perfringens </li></ul>Exospório Capa Córtex Núcleo Germinação Extrusão
  50. 50. Endosporos <ul><li>* Necessitam de métodos especiais para matá-los durante a esterilização, caso contrário, eles germinam e crescem em locais que supostamente deveriam estar estéreis. </li></ul>

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