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Palavras- Chave
Procarioto
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Procariotos e Eucariotos As eubactérias (bactérias "verdadeiras"), que incluem todas as bactérias que infectam o homem, são membros de um único reino: o reino Bacteria ou reino Eubacteria. Um segundo grupo de procariotos freqüentemente encontrados em ambientes extremos formam um segundo reino: o reino archaebacteria ou Archaea. Morfologicamente, os membros desses dois reinos de organismos parecem ser similares, especialmente na ausência de um núcleo, e portanto, classificados como procariotos. Contudo, eubactérias e arqueas têm importantes diferenças bioquímicas. A maioria dos arqueas vivem em ambientes tais como fontes termais sulfurosas cujas águas têm pH 2 a atingem temperaturas em torno de 80 graus C. Tais organismos são denominados termoacidófilos. Outros arqueas vivem em ambientes contendo metano (arqueas metanogênicos) ou sob alta concentração de sal (arqueas halófilos extremos).
Archaea Com base na homologia do DNA, aparentemente os arqueas e eucariotos divergiram das eubactérias antes que divergissem entre si (fig 1a) e, em alguns aspectos metabólicos, os arqueas são mais aparentados aos eucariotos que às eubactérias. Por exemplo, a RNA polimerase dos arqueas é tão complexa, em termos do número de subunidades, quanto as RNA polimerases nucleares dos eucariotos e algumas de suas subunidades apresentam considerável homologia de aminoácidos com algumas das subunidades eucarióticas. A estrutura dos promotores gênicos nos arqueas é também mais similar àquela dos eucariotos do que a das eubactérias, embora, como nas eubactérias, os arqueas apresentam operons que são transcritos na forma de um RNAm policistrônico. Existem, também, semelhanças entre os fatores de síntese de proteínas dos arqueas e os dos eucariotos sugerindo que os mecanismos gerais de síntese de proteína dos eucariotos e dos arqueas possam ser similares. As seqüências dos RNA ribossômicos da subunidade 16S dos ribossomos das eubactérias e dos arqueas são grandemente distintas entre si. As eubactérias (com exceção dos gêneros Mycoplasma e Chlamydia) possuem peptidoglicano (sinônimos: mureína, mucopeptídio, esqueleto da parede celular). O peptidoglicano contém um açúcar exclusivo das eubactérias, o ácido murâmico, que não é encontrado em outro seres vivos na natureza. As Archaebacteria contêm uma pseudomureína que difere em estrutura da mureína das eubactérias. Características Exclusivas dos Archaea Embora os Archaea apresentem similaridades tanto em relação às eubactérias quanto em relação aos eucariotos, estes organismos têm características bioquímicas que lhes são exclusivas.
Quiralidade nos fosfolipídios
Cadeias laterais dos fosfolipídios
x Diferenças entre procariotos / eucariotos A célula procariótica, em contraste com a eucariótica, não é compartimentalizada. Estruturas e organelas tais como membranas nucleares, mitocôndrias, retículo endoplasmático, complexo de Golgi, fagossomos e lisossomos não existem na célula procariótica (Figuras 1b, 2 e 3). Os procariotos possuem um único cromossomo circular. Uma vez que não há membranas nucleares, o cromossomos encontra-se ligado a um sítio particular na membrana citoplasmática - o mesossomo. Os ribossomos procarióticos são 70S (S refere-se a "Svedberg", uma unidade de medida) enquanto que os ribossomos eucarióticos são maiores (80S). As subunidades ribossômicas procarióticas são 30S e 50S (as dos eucariotos são maiores). A subunidade ribossômica 30S contém o RNA 16S enquanto que a subunidade 50S contém RNA 23S e 5S. O RNA ribossômico é maior nos eucariotos, por exemplo, 18S contra o 16S dos procariotos. As membranas bacterianas geralmente não contêm esteróis, como colesterol, por, exemplo. Estruturas Bacterianas
Apesar de sua menor complexidade em relação
aos eucariotos, uma variedade de estruturas bacterianas podem ser
caracterizadas. Nem todas as bactérias possuem todos esses componentes. Plasmídios
Estes são compostos por DNA
extra-cromossômico, usualmente presentes em múltiplas cópias e
freqüentemente codificam fatores de virulência e fatores de resistência a
antibióticos. Algumas formas estão envolvidas na replicação bacteriana. O envelope celular As bactérias podem ser divididas em dois grupos com base na coloração de Gram; bactérias Gram positivas permanecem coradas pelo cristal violeta durante a lavagem e as Gram negativas não. Todas as bactérias têm uma membrana plasmática onde ocorre a oxidação fosforilativa, uma vez que bactérias não possuem mitocôndrias.
Envolvendo a membrana plasmática há uma parede
celular que é rígida e protege a célula da lise osmótica. Nas bactérias
Gram positivas, a camada de peptidoglicano da parede celular é muito mais
espessa que aquela das Gram negativas. Estas últimas possuem uma membrana
externa adicional. A membrana externa é a principal barreira seletiva em
bactérias Gram-negativas. O espaço entre as membranas interna
(membrana plasmática) e externa é denominado espaço periplásmico. As
bactérias Gram-negativas armazenam enzimas degradativas no espaço
periplásmico. As Gram positivas não apresentam um espaço periplásmico,
contudo secretam exoenzimas e realizam digestão extracelular. A digestão é
necessária uma vez que moléculas maiores não podem atravessar a membrana
externa (se presente) ou a membrana interna. Formas bacterianas desprovidas de parede celular
Quando se tratam bactérias com (1) enzimas que
lisam a parede celular, por exemplo, a lisozima ou (2) antibióticos que
interferem com a biossíntese do peptidoglicano, aparecem formas
bacterianas desprovidas de parede celular. Geralmente, esses tratamentos
geram organismos não viáveis. Bactérias desprovidas de parede celular e
que não possam se replicar são denominadas esferoplastos (quando uma
membrana externa está presente) ou protoplastos (se uma membrana externa
não está presente). Ocasionalmente, formas desprovidas de parede celular
que podem se replicar são geradas por aqueles tratamentos (formas L). Flagelos Algumas espécies bacterianas são móveis e possuem organelas de locomoção - flagelos (Figura 4). Estas são capazes de "sentir" seu ambiente e responder to nutrientes específicos ou materiais tóxicos e mover-se em direção aos primeiros e evitar os aqueles últimos (quimiotaxia positiva e negativa, respectivamente). Os flagelos encontram-se "ancorados" na membrana celular e estendem-se através do envelope celular e se projetam como longos filamentos. Os flagelos consistem de várias proteínas, dentre elas a flagelina. Eles movem a célula por meio de um movimento rotatório semelhante ao de uma hélice. Nos espiroquetas, os filamentos axiais apresentam funções similares às dos flagelos. Proteínas de ligação no espaço periplásmico ou na membrana celular ligam-se a nutrientes (tais como açúcares e aminoácidos) causando a metilação de outras proteínas da membrana celular que, por sua vez, afetam o movimento da célula pelos flagelos.
As permeases são proteínas que transportam
esses nutrientes através da membrana celular. Energia e fontes de carbono
podem ser, então, armazenados no citoplasma na forma de "grânulos" que
consistem de glicogênio, poliidroxibutirato ou polifosfato. Pili (sinônimo: fímbrias)
Os tipos de pili (caso sejam produzidos)
variam entre as espécies e dentro de uma mesma espécie. Os pili são
filamentos de proteína que se projetam da célula (Figura 5). Alguns tipos
estão envolvidos na conjugação bacteriana e outros tipos permitem a adesão
às superfícies de células epiteliais do hospedeiro durante uma infecção. Cápsulas e camadas limosas (Figura 6)
Estas são estruturas que envolvem
exteriormente o envelope celular. Quando mais bem definidas são
denominadas cápsulas e quando mais amorfas são chamadas de camadas limosas
ou glicocálix. Elas são geralmente constituídas por polissacarídios.
Contudo, em certos bacilos elas são constituídas por um polipeptídio: o
ácido poliglutâmico. As cápsulas e as camadas limosas não são essenciais à
viabilidade celular e algumas linhagens dentro de uma espécie produzirão
cápsulas enquanto que outras não. As cápsulas de bactérias patogênicas
inibem a sua ingestão e destruição pelos fagócitos do hospedeiro. Cápsulas
são freqüentemente perdidas durante a cultura in vitro. Endósporos (esporos)
Estes são formas dormentes de uma célula
bacteriana e são produzidos por certas espécies de bactérias em situações
de escassez de nutrientes (Figura 7). As formas ativas das células
bacterianas são denominadas formas vegetativas. O esporo é resistente a
condições adversas, incluindo altas temperaturas e solventes orgânicos. O
citoplasma do esporo é desidratado e contem dipicolinato de cálcio (ácido
dipicolínico - figura 8) que está envolvido na resistência ao calor.
Endósporos são comumente produzidos pelos gêneros Bacillus e
Clostridium. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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