> Galería de Fotos (10 elementos)


10 Medias
   > Edupédia
   > Artigos relacionados

EV

Bactérias

As bactérias
As bactérias são organismos unicelulares que apresentam um modelo de organização celular que as distingue do resto dos seres vivos por serem micro-organismos procarióticos, cuja célula é envolvida por uma parede celular. A este modelo dá-se o nome de organização procariótica e a célula que o representa é denominada célula procariota.
As características que melhor definem este tipo de célula são a localização e a forma do material genético que apresentam, pois é formado por uma única molécula circular de DNA dupla-hélice desprovida de cobertura membranosa. Deste modo, o genoma encontra-se livre no citoplasma.
As bactérias são micróbios que medem aproximadamente 0,2-10 µm (comprimento dez vezes menor que o das células eucariotas). A microbiologia é a ciência que estuda estes micro-organismos.
O espectro de distribuição das bactérias é muito amplo. Podem ser encontradas tanto em fontes termais quanto em águas geladas, como também no ácido presente no estômago de animais, nas águas mais alcalinas, em locais de água abundante e até mesmo em ecossistemas desérticos.
Morfologia e estrutura celular bacteriana
Um dos métodos de análise das células bacterianas é por meio de sua morfologia.
Morfologia
As bactérias podem ter várias formas, estando estas limitadas unicamente pela composição da sua parede. As morfologias mais comuns são:
Morfologia celular de uma bactéria. As bactérias classificam-se em cocos, bacilos, espiroquetas e vibriões.

  • Cocos: bactérias mais ou menos esféricas que podem estar isoladas ou em agrupamentos que resultam da sua divisão. Recebem o nome de diplococos quando agrupadas aos pares; de estreptococos quando constituem uma cadeia; de estafilococos quando formam lâminas; e de sárcinas, quando se agrupam formando cubos.
  • Bacilos: bactérias alongadas, em forma de bastonete simples ou articulado.
  • Vibriões: bactérias com aspecto de bastonete curvo, cuja forma é semelhante a uma vírgula.
  • Espiroquetas: bactérias em forma de espiral.
Estrutura celular bacteriana
Foi o poder de resolução dos microscópios eletrônicos que possibilitou o atual conhecimento das diferentes estruturas da célula bacteriana.
Estrutura celular bacteriana. Caracteriza-se por uma parede rígida de peptidoglicano, pela ausência de organelas citoplasmáticos e pelo material genético solto no citoplasma.

A cápsula
Trata-se de uma camada externa mucilaginosa que só algumas bactérias possuem. É composta de água e polissacarídios. Não sendo vital para a célula, confere-lhe resistência para o processo da fagocitose, faz aumentar a virulência das bactérias patogênicas, permite-lhe fixar-se em diferentes tipos de superfícies, intervém no intercâmbio de moléculas com o ambiente e protege-a da dessecação.
Existem bactérias patogênicas como a Pasteurella, que afeta os animais (em cima), e a Treponema pallidum, causadora da sífilis (no centro), e outras como o Bacillus subtillis (em baixo), utilizadas nos processos agroindustriais.
A parede
É a camada rígida que envolve a membrana plasmática de todas as bactérias, exceto dos micoplasmas, conferindo-lhes sua forma característica.
A utilização da técnica de coloração diferencial, ou método de Gram, que consiste em expor os organismos a certos corantes (como o cristal violeta), permite determinar a espessura da parede celular cujo elemento principal é o peptidoglicano, também denominado mureína. As bactérias podem ser classificadas em dois grupos:
  • Bactérias gram-positivas: a camada de mureína destas bactérias é muito espessa, podendo representar até 70 % do peso seco da parede celular. É comum serem encontrados ácidos teicoicos associados a esta camada, o que dá origem a compridas cadeias que se ligam à parede celular por meio de grupos fosfato. A sua função básica é a de regular a entrada e a saída da célula de íons positivos (cátions). É a espessura desta camada que faz com que este tipo de bactérias adquira um tom azulado quando se lhe aplica a coloração de Gram.
  • Bactérias gram-negativas: a camada de mureína é composta de uma única camada de glucopeptídios e representa menos de 10 % do peso seco da parede. Encostada a esta camada, do lado externo, há outra camada lipídica composta por fosfolipídios, lipoproteínas e lipopolissacarídios que se une à camada mureína. Tem o aspecto de uma segunda membrana plasmática e a sua função, além de puramente mecânica, está relacionada à natureza patogênica das bactérias gram-negativas. Este tipo de bactérias adquire um tom cor-de-rosa quando lhe é aplicada a coloração de Gram.
A função básica da parede bacteriana é a de manter a integridade da célula. As bactérias vivem num ambiente hipotônico em relação ao seu citoplasma, situação que induz a entrada de água por osmose. Neste ambiente, e sem a parede celular para protegê-las, as bactérias não poderiam sobreviver, pois aumentariam de volume devido ao excesso de água e acabariam explodindo.
A membrana plasmática
É composta por uma dupla camada de lipídios (sobretudo fosfolipídios), permeada por proteínas. A bicamada lipídica apresenta suas cadeias hidrofóbicas voltadas para a parte interna e as extremidades hidrofílicas voltadas para a parte externa.
A função da membrana plasmática é a de assegurar a permeabilidade, que permite regular a passagem de moléculas para o interior e para o exterior da bactéria. Além disso, atua como barreira osmótica e desempenha funções relacionadas à produção de energia, dado que na membrana se encontram as enzimas que atuam no transporte de elétrons e na fosforilação oxidativa. Na face interna da membrana estão também (no caso de algumas espécies de bactérias fotoautotróficas) as enzimas da cadeia fotossintética.
O citoplasma
Contém uma grande variedade de proteínas, metabolitos e substâncias de reserva (amido, glicogênio, lipídios etc.), além de estruturas bacterianas, como os ribossomos e o nucléolo:
  • Ribossomos: são menores que os ribossomos das células eucariotas e contêm RNA e proteínas. Constituem o lugar de síntese das proteínas. A sua estrutura é dividida em duas subunidades: a fração menor (30S) e a fração maior (50S).
  • Nucléolo: é onde se encontra o DNA. Não constitui um verdadeiro núcleo porque não está isolado por uma membrana, mas, apesar disso, forma uma região claramente diferenciada do resto do citoplasma. O DNA bacteriano é constituído por uma única molécula circular de DNA dupla-hélice.
Estruturas especiais das bactérias
Nas bactérias, podem distinguir-se diversos tipos de formações com funções especiais.
Flagelos
São apêndices filamentosos longos, semirrígidos e de movimento helicoidal, responsáveis pela mobilidade das bactérias. A quantidade e a disposição dos flagelos na célula são características de cada tipo bacteriano e têm valor taxonômico.
Pode existir um número reduzido de flagelos, localizados em apenas um dos polos da célula ou extremos da célula(disposição monopolar) ou divididos em ambos os polos (disposição bipolar), como também um conjunto de flagelos numa extremidade celular (flagelação lofótrica) ou numerosos flagelos que podem-se encontrar em todo o seu contorno (flagelação perítrica).
Os flagelos bacterianos são compostos de subunidades proteicas de flagelina, que se ligam à membrana plasmática por meio de uma estrutura formada por discos de proteína que servem de âncora e de motor. O movimento dos flagelos é rotatório.
Fímbrias
Trata-se também de estruturas filamentosas, mas que não estão relacionadas com o movimento. Ao contrário dos flagelos, são lisos e retos, mais curtos, finos e numerosos. A sua função é a de fixar a bactéria a outras células, estabelecendo uma ponte de comunicação.
Existe um determinado tipo de fímbria, a sexual, que liga e estabelece a comunicação entre as bactérias durante o processo denominado conjugação.
Plasmídios ou DNA extracromossômico
São moléculas adicionais de DNA circular de dupla-hélice presentes no citoplasma de algumas bactérias. São menores que a molécula de cromossomo bacteriano e não são indispensáveis para o crescimento normal da bactéria. O número de cópias de plasmídios numa bactéria depende das características específicas deste material extracromossômico. Os plasmídios conferem um grande número de propriedades especiais à célula que os contêm:
  • — Capacidade de se ligar a outra bactéria e de lhe transferir os seus genes (conjugação).
  • — Resistência a antibióticos.
  • — Capacidade de produzir substâncias virulentas que determinam a natureza patogênica da bactéria.
  • — Capacidade de catalisar a degradação de determinadas substâncias (plasmódios degradativos).
Endósporos
Trata-se de esporos que podem-se desenvolver no interior do citoplasma de algumas bactérias. A sua formação pode estar relacionada com épocas de falta de nutrientes no ambiente que envolve a bactéria e com a acumulação de produtos metabólicos.
Enquanto a maioria das bactérias morre quando exposta durante dez minutos a temperaturas de 80 °C, as que têm endósporos apresentam a capacidade de resistir a temperaturas muito superiores. As bactérias formadoras de esporos são geralmente gram-positivas, e o processo de esporulação inicia-se com uma divisão celular especial e assimétrica. O esporo liberta-se para o exterior por autólise da célula materna e pode permanecer latente durante longos períodos de tempo, até que se criem as condições de temperatura e umidade apropriadas para a sua hidratação e consequente retomada do metabolismo.
A reprodução das bactérias
As bactérias multiplicam-se normalmente por divisão binária. Este mecanismo implica, em primeiro lugar, um aumento do volume da célula-mãe, seguido da duplicação do DNA bacteriano e a sua união a pregas da membrana (mesossomas), dando lugar a dois nucleoides (moléculas de DNA). Simultaneamente, a membrana da célula invagina-se e separa-se em duas partes, cada uma delas conservando um nucleoide. A cisão é finalizada quando as membranas se ligam à parede dos dois polos de divisão, obtendo-se, assim, duas células-filhas geneticamente idênticas entre si e à célula-mãe que as antecedeu. Este processo é uma modalidade da reprodução assexuada, uma vez que não há intercâmbio genético e os descendentes são sempre iguais, dando lugar a cepas de clones bacterianos.
Por outro lado, existem mecanismos de recombinação gênica por meio dos quais as bactérias podem intercambiar fragmentos do seu material genético com outras e recombiná-los posteriormente com o seu próprio genoma, adquirindo novas características. Apesar do intercâmbio de informação genética (sexualidade), considera-se um tipo de parassexualidade porque não ocorre fecundação propriamente dita, não originando novos indivíduos, isto é, este processo não está relacionado com a reprodução, como acontece no caso dos animais e das plantas. Essa recombinação gênica pode ocorrer de diferentes formas:
  • Conjugação: é um intercâmbio unidirecional do DNA da célula doadora à receptora. O papel de doadora está relacionado ao fato de a célula possuir plasmídios conjugativos denominados fator F transferível (ou fator sexual), que contém genes para a conjugação. Entre estes genes, destacam-se aqueles que dirigem a formação de fímbrias ou pili, pelos quais passará o material genético do plasmídio. As células doadoras de fator F são F+ e as que não o possuem, F-, passando a F+ quando recebem o fator sexual. É também possível que uma bactéria F+ transfira a uma bactéria receptora uma parte do seu próprio cromossomo bacteriano aderido ao plasmídio F. Estas bactérias, dada a sua alta frequência de recombinação, recebem o nome de Hfr (alta frequência de recombinação).
  • Transdução: trata-se do processo de transferência de material hereditário entre duas bactérias mediante um vírus bacteriófago. Alguns vírus bacterianos infecciosos incorporam o seu próprio material genético único ao nucleoide bacteriano. Ainda que seja possível que este material permaneça latente durante um tempo, também pode ocorrer que destrua a célula hospedeira, produzindo-se novos vírus que infectarão novas bactérias. O material do vírus pode ter levado genes bacterianos da célula hospedeira, que recombinar-se-ão com o nucleoide da próxima célula infectada.
  • Transformação: é a absorção do DNA livre presente no meio. A predisposição natural para captar DNA do meio pode também ser induzida por meio da manipulação das bactérias em laboratório. Esta propriedade é de vital importância para o uso destas bactérias em técnicas de clonagem molecular.
    Multiplicação de uma bactéria. Fazem-no por fissão binária transversal, processo assexual no qual, após a duplicação do material genético, a célula-mãe se divide em duas células-filhas idênticas.


A nutrição bacteriana
Embora as bactérias sejam simples na sua estrutura, apresentam uma grande plasticidade nutricional. As formas de obter a matéria e a energia que serão incorporadas ao seu metabolismo são diversas. Esta característica permite-lhes viver em um grande número de hábitats diferentes.
Os animais e os fungos, bem como as plantas, necessitam incorporar matéria do ambiente ao seu redor para obter energia e produzir as moléculas que formam as suas células. O material absorvido do meio são os nutrientes e o conjunto de reações metabólicas e mecanismos para a sua obtenção, a nutrição.
As bactérias são classificadas em diferentes grupos segundo a sua forma de nutrição. A primeira grande diferença entre elas consiste nas espécies capazes de sintetizar as moléculas orgânicas necessárias a partir do dióxido de carbono (CO2) e as que produzem as biomoléculas usando como fontes de carbono os compostos orgânicos. As primeiras são autotróficas e as segundas, heterotróficas.
Quando se considera a fonte de energia utilizada, as bactérias podem ser quimiotróficas ou fototróficas. As primeiras obtêm energia das moléculas reduzidas, enquanto as segundas utilizam a luz solar como fonte de energia. Combinando ambos os sistemas de classificação, são obtidos quatro grandes grupos de bactérias:
Classificação de uma bactéria. Podem classificar-se segundo o modo como obtêm energia ou a fonte de carbono utilizada para o seu metabolismo. Combinados os dois sistemas, têm-se todos os tipos de nutrição existentes no mundo bacteriano.

  • Quimio-heterotróficas:: usam a energia química de moléculas reduzidas e o carbono dos compostos orgânicos.
  • Quimioautotróficas: usam a energia química de moléculas reduzidas e o carbono do CO2.
  • Foto-heterotróficas: usam a energia solar e o carbono de compostos orgânicos.
  • Fotoautotróficas: usam a energia solar, a energia química de moléculas reduzidas e também o carbono do CO2.
    A maior parte das bactérias é quimio-heterotrófica e tem como fonte de carbono e de energia compostos orgânicos de diferentes categorias (açúcares, ácidos orgânicos, aminoácidos etc.). Entre as bactérias foto-heterotróficas encontra-se um grupo de bactérias verdes que obtém o carbono a partir de compostos de enxofre. As bactérias quimioautotróficas, também chamadas quimiossintéticas, oxidam compostos inorgânicos de outra natureza (hidrogênio, compostos de enxofre ou de ferro, nitritos, metano etc.) para obter energia e assimilar o CO2 atmosférico. São, desse modo, capazes de viver em lugares onde não chega a luz solar e que, por isso, não possuem matéria orgânica. As bactérias fotoautotróficas usam a luz do Sol para sintetizar macromoléculas. As mais conhecidas são as cianobactérias.
Classificação das bactérias
A classificação das bactérias pode ser filogenética, quanto às relações de parentesco evolutivo, ou estrutural, quanto às semelhanças entre as diversas espécies.
A árvore filogenética das bactérias, proposta a partir do estudo de sequências de RNA ribossômico, situa seres procariotos na base de todos os seres vivos, derivando da primeira forma de vida e constituindo o domínio Archae. O resto das bactérias pertence ao domínio Bacteria. Cada um desses domínios é subdividido em diferentes grupos.
A classificação estrutural atual baseia-se em aspectos morfológicos fáceis de serem determinados microscopicamente: o resultado da coloração de Gram e a reação ao oxigênio. Esta última distingue as bactérias aeróbicas, que crescem na presença de O2, das bactérias anaeróbicas restritas, que não crescem na presença de O2. As bactérias anaeróbicas facultativas podem crescer tanto na presença como na ausência de O2. O Manual de Bergey (1984) separa as bactérias em quatro grupos segundo a composição da parede celular (dividindo, por sua vez, cada seção segundo aspectos morfológicos): gram-positiva, com parede grossa; gram-negativa, com parede fina; microplasma, sem parede; e arqueobactéria, com parede de composição diferente das anteriores.
Bactérias gram-positivas
São bactérias dotadas de uma parede com uma espessa camada glicopeptídidica, que adquire um tom azulado quando a ela se aplica a coloração de Gram. Os representantes desse grupo normalmente têm forma de coco ou de bacilo e entre eles encontram-se desde as espécies quimioautotróficas até químio-heterotróficas. Entre as bactérias gram-positivas, encontram-se formas produtoras de endósporos termorresistentes (Bacillus e Clostridium) que habitam nos solos, e outras que em condições adversas formam um corpo frutífero mucoso (mixobactérias). Muitas dessas espécies causam enfermidades graves ao homem, como alguns Staphylococus.
Bactérias gram-negativas
São bactérias com um esqueleto glicopeptídico delgado que adquirem um tom cor-de-rosa quando lhes é aplicada a coloração de Gram. Dentro deste grupo, incluem-se espécies de morfologia e fisiologia muito variadas. Algumas apresentam a forma de espiroqueta, outras de coco ou de bacilo, e a sua fisiologia é também muito variada, podendo-se encontrá-las em todo o tipo de ambientes. Entre os seus representantes, há parasitas de animais (Pseudomonas mallei), de plantas (Agrobacterium, Xantomonas) e de outras bactérias (Bdellovibrio), espécies simbióticas como as do gênero Rhizobium, que vivem nas raízes das leguminosas, e diversas bactérias patogênicas do homem (Neisseria, Bordetella, Shigella, Vibrium etc.), as quais podem causar graves enfermidades.
Micoplasmas
São bactérias sem parede celular cuja forma depende de condições ambientais, como a pressão osmótica e a concentração de nutrientes. As morfologias mais frequentes são a esférica, a oval, a piriforme e a filamentosa. Não se conhecem espécies de vida livre; todas vivem como parasitas, seja de seres humanos, animais ou plantas. Dentro deste grupo encontram-se: Mycoplasma mycoides, causadora da pleuropneumonia bovina e caprina, e M. pneumoniae, que provoca a pneumonia nos seres humanos.
Arqueobactérias
Estes organismos estão separados segundo a classificação filogenética proposta a partir do estudo de sequências de RNA ribossômico, e um outro domínio, constituindo as arqueas, estuda as arqueobactérias como subdivisão das bactérias segundo sua classificação estrutural. As arqueobactérias diferenciam-se das outras bactérias na composição da parede celular, que não tem camada de peptidoglicano, e pela composição de RNA ribossômico. Vivem em hábitats que apresentam condições extremas de alcalinidade ou acidez, de frio ou calor, salinidade e outras. As condições ambientais em que algumas se desenvolvem são as mesmas que deram origem à vida, podendo, desse modo, ter aparecido em épocas remotas da história evolutiva da Terra.
Do benefício à doença
De um modo geral, associa-se a relação entre bactérias e seres humanos às doenças. No entanto, o corpo humano contém no seu interior uma grande quantidade e variedade de bactérias que são benéficas ao organismo.
A relação não patogênica entre as bactérias e o corpo humano pode ocorrer por meio de processos de comensalismo. Nestes casos, não existe nem benefício nem prejuízo para as pessoas, e a bactéria aproveita em benefício próprio a matéria orgânica localizada, por exemplo, no trato intestinal. Contudo, a flora microbiana pode também produzir substâncias úteis para as pessoas, como as vitaminas K e B. As bactérias podem também ser úteis ao inibirem o crescimento de outros micro-organismos patogênicos. No trato respiratório, as bactérias comensais vivem na mucosa da faringe, na traqueia, nos brônquios e nos pulmões. O pH ácido característico da vagina decorre da presença de certas bactérias.
Na relação patogênica que se produz por parasitismo, a entrada no organismo e a sua colonização posterior recebem o nome de infecção. O corpo humano dispõe de alguns mecanismos que lhe permitem-se defender das bactérias patogênicas e da sua multiplicação: desde barreiras físicas (como a pele e as mucosas) até respostas imunitárias, como a produção de anticorpos específicos.
Por outro lado, as bactérias têm um amplo leque de usos na vida humana. Em 1929, Alexander Fleming (1881-1955) descobriu acidentalmente a existência de substâncias naturais que matavam as bactérias ou inibiam o seu crescimento, os chamados antibióticos, que podem ser produzidos por bactérias e fungos.
Do mesmo modo, as bactérias são também de grande importância na alimentação, com aplicações em diversos campos, como o enriquecimento de cultivos agrícolas por meio das bactérias fixadoras de nitrogênio. Além disso, como certas bactérias decompõem a matéria orgânica, são utilizadas na obtenção de alimentos, tais como a manteiga, o iogurte e o queijo, produtos da fermentação lática de diferentes bactérias.
Já no final do séc. XX, experiências sobre bactérias permitiram desenvolver a engenharia genética ou tecnologia do DNA recombinante. Com esta tecnologia, os pesquisadores podem manipular o DNA fora do organismo do qual foi extraído e reintroduzi-lo, após efetuarem as modificações desejadas, em um organismo unicelular, que produzirá os efeitos derivados dessas alterações. A multiplicação por divisão binária das bactérias faz com que sejam os organismos mais adequados para este tipo de experiência porque geram um grande número de células novas em um curto espaço de tempo.

Subir