Estrutura Microscópica de Elétrons de uma Célula Bacteriana Típica

Estrutura microscópica eletrônica de uma célula bacteriana típica!

Estes são essencialmente sistemas de um envelope consistindo de material nuclear central cercado por citoplasma.

Toda a massa do protoplasto é envolta apenas por uma membrana plasmática.

As células bacterianas mostram uma estrutura procariótica típica. É cercada por três camadas, a cobertura mais externa do lodo, a parede celular média e a membrana plasmática mais interna.

[I] Slime Layer, Capsule, Glicocalyx:

É uma camada gelatinosa presente na superfície externa da parede celular, geralmente composta de polissacarídeos (por exemplo, dextrana, dextrina, levana) e ou cadeias polipeptídicas de aminoácidos. Quando os constituintes desta camada são apenas polissacarídeos que formam uma camada viscosa, é denominada camada de lodo. Mas quando substâncias nitrogenadas (isto é, aminoácidos) também estão presentes junto com os polissacarídeos, então ela é chamada de cápsula.

A produção / formação da cápsula depende de fatores ambientais e nutricionais. Várias cepas da mesma espécie podem ter cápsulas de vários polissacarídeos específicos para cepas. Uma estrutura diferente, o Glycocalyx, é uma massa emaranhada de finas fibras polissacarídicas que se estendem da superfície bacteriana. A cápsula ou glicocálice pode desempenhar vários papéis principais.

1. Uma cápsula espessa pode proteger a célula da desidratação. No entanto, isso não impede a passagem de nutrientes solúveis em água e produtos residuais.

2. A cápsula protege alguns patógenos do engulfment e destruição pelos glóbulos brancos do corpo, contribuindo assim para a capacidade de um organismo para causar doenças.

3. Ao contrário da cápsula, o glicocálice é incapaz de proteger uma célula individual da destruição. No entanto, pode ajudar as células bacterianas a aderir umas às outras, formando um agregado bacteriano que as células do sangue podem achar difícil de engolir.

4. O polissacarídeo do glicocálix é responsável por permitir que algumas bactérias se liguem às superfícies.

Bainhas:

Algumas espécies de bactérias, particularmente aquelas de água doce e ambientes marinhos, são encerradas dentro de uma bainha ou túbulo. As bainhas são compostas de compostos metálicos insolúveis, como óxidos férrico e mangânico, precipitados em torno das células como produtos de sua atividade metabólica. A bainha não é uma parte vital da célula.

Talos:

Certas espécies bacterianas são caracterizadas pela formação de um apêndice semi-rígido chamado pedúnculo que se estende da célula. Permite que a célula se fixe a superfícies sólidas com a ajuda de uma substância adesiva produzida na extremidade distal.

[II] parede celular:

A parede celular bacteriana é a estrutura que envolve imediatamente a membrana celular. A parede celular é uma estrutura complexa composta de várias substâncias. A rigidez da estrutura da parede celular é devida principalmente ao peptidoglicano (também conhecido como mureína ou muco-peptídeo), uma substância encontrada apenas em procariontes.

Esses polímeros muito grandes são compostos de três tipos de blocos de construção:

1. N-acetil-glucosamina (NAG)

2. N-accetyl muramic e (NAM) e

3. um p�tido que consiste em quatro ou cinco amino�idos, nomeadamente, L-alanina, D-alanina, �ido D-glut�ico e lisina ou �ido diaminopim�ico.

Os açúcares NAG e NAM alternam para formar longas cadeias paralelas. Ligadas às moléculas NAM estão as cadeias laterais curtas de quatro ou cinco aminoácidos. Uma única camada de peptidoglicano é uma rede de cadeias de açúcar adjacentes unidas através das cadeias laterais de aminoácidos, formando assim uma estrutura reticulada que cobre toda a célula.

Algumas bactérias podem ter várias camadas de peptidoglicano. Os antibióticos de penicilina e cefalosporina causam a morte das células bacterianas ao interferir na síntese dos peptidoglicanos. Os peptidoglicanos, juntamente com outros dois constituintes da parede celular, o ácido diaminopimélico e o ácido teicóico, são exclusivos dos procariontes. É importante notar que os aminoácidos no peptídeo em peptidoglicanos existem na configuração D.

As bactérias Gram-positivas e Gram-negativas apresentam diferenças em sua composição de parede celular. As propriedades de coloração dessas bactérias dependem da sua composição na parede celular. A resistência a antibióticos de algumas cepas também depende da composição da parede celular.

[III] Membrana citoplasmática:

A parede celular é seguida pela membrana plasmática lipoproteica ou membrana citoplasmática. Ele controla a passagem de substâncias químicas em solução para dentro e para fora da célula. Ele também fornece a maquinaria bioquímica para mover íons minerais, açúcares, aminoácidos, elétrons e outros metabólitos através da membrana. A membrana citoplasmática é uma bicamada de proteína fosfolipídica semelhante à presente nas células vegetais e animais.

A principal diferença, no entanto, é que não há esteróis em procariontes. As enzimas respiratórias (citocromos, enzimas do ciclo de Krebs, NADH, etc.) não são ligadas separadamente pelas membranas encontradas nos eucariotos: a superfície interna da própria membrana citoplasmática fornece locais para a ligação destas enzimas.

A membrana celular é o local de muitas funções que incluem:

1. Transporte de moléculas para dentro e para fora da célula

2. Secreção de enzimas extracelulares,

3. Respiração e fotossíntese,

4. Regulamento de reprodução e

5. Síntese da parede celular.

[IV] Citoplasma e inclusões citoplasmáticas:

O citoplasma bacteriano é uma mistura complexa de carboidratos, proteínas, lipídios, minerais, ácido nucléico e água. Ele armazena material orgânico na forma de glicogênio, volutina e poli-P-hidroxibutirato. Algumas bactérias fotossintéticas e não fotossintéticas também acumulam enxofre e ferro no citoplasma.

As algas verde-azuladas são capazes de utilizar o CO ₂ e a H ₂ O, com energia fornecida pelo sol devido à presença de pigmentos fotossintéticos que são chamados coletivamente de "ficobilinas", consistindo em ficocianina (azul) e ficoeritrina (vermelho) . As bactérias fotossintéticas, como Rhodospirillum sp. e Chromatium sp. Devem seu hábito autotrófico a um tipo especial de clorofila, bacterio-clorofila.

Além da porção fluida e das partículas armazenadas, o citoplasma bacteriano também contém uma área cromática ou nuclear e algumas outras inclusões. A célula bacteriana é desprovida de mitocôndrias, retículo endoplasmático, centrossomas e corpos de Golgi.

1. Material Nuclear:

A característica de um núcleo bacteriano é a ausência de membrana nuclear, nucléolo, cromonema e seiva nuclear. Tal núcleo é denominado nucleóide ou genóforo. Sob microscópio eletrônico, o nucleóide parece ser fibrilar e composto de um DNA duplo ou de cadeia simples. Tem aproximadamente 5 x 10 pares de bases e um peso molecular de cerca de 3 x 10.

A molécula de DNA tem aproximadamente 1000 µm de comprimento, geralmente formando uma estrutura semelhante a um anel ou algumas vezes permanece difusa por todo o citoplasma da célula. O nuclóide de Escherichia coli tem um núcleo central de RNA, cercado por supercoilings 12-82 do DNA. Algumas moléculas de proteína também estão associadas ao DNA.

O DNA bacteriano é desprovido de histonas, portanto, não pode ser comparado com cromossomos de células eucarióticas.

2. Plasmids:

As células bacterianas também contêm alguns determinantes hereditários extra-cromossômicos que são independentes dos cromossomos bacterianos ou são integrados a ele. Lederberg (1952) cunhou o termo plasmídeos para tais determinantes hereditários extra-cromossômicos. Plasmídeos carregam apenas genes não essenciais e não têm papel na viabilidade e crescimento de bactérias. Por isso, eles também são definidos como elementos autônomos dispensáveis.

Plasmídeos são moléculas de DNA circulares fechadas, de cadeia dupla, que variam em tamanho de 1 Kb (Kilobase-1000 bases) a mais de 200 Kb. Freqüentemente, genes transmitidos por plasmídeos codificam enzimas que, sob certas circunstâncias, são vantajosas para o hospedeiro bacteriano.

Entre os fenótipos conferidos pelos diferentes plasmídeos estão:

uma. resistência aos antibióticos

b. produção de antibióticos

c. degradação de compostos orgânicos complexos

d. produção de colicinas

e. produção de enterotoxinas.

f. produção de enzimas de restrição e modificação

Em condições naturais, muitos plasmídeos são transmitidos para novos hospedeiros por um processo semelhante à conjugação. Na maior parte, a replicação do DNA plasmidial é realizada pelo mesmo conjunto de enzimas usadas para duplicar o cromossomo bacteriano. Alguns plasmídeos estão sob "controlo rigoroso", o que significa que a sua replicação é acoplada à do hospedeiro, de modo que apenas uma ou no máximo algumas cópias do plasmídeo estará presente em cada célula bacteriana.

Por outro lado, os plasmídeos sob 'controlo relaxado' têm números de cópias de 10-200 que podem ser aumentados para vários milhares por célula se a síntese da proteína hospedeira for interrompida. Na ausência de síntese proteica, a replicação do plasmídeo relaxado continua enquanto a replicação do DNA cromossómico e dos plasmídeos 'rigorosos' cessa.

3. Ribossomas:

Espalhados no citoplasma estão numerosos ribossomos formados por RNA. Essas partículas são locais para a síntese de proteínas e são encontradas em grupos chamados "polirribossomas" ou "polissomas" e são constituídos de subunidades grandes e pequenas. Os ribossomos bacterianos são de 70 S e consistem de duas subunidades.

A constante de sedimentação da subunidade maior é de 50 S e a da unidade menor é de 30 S. A primeira tem duas moléculas de RNA e 35 aminoácidos e a segunda, uma molécula de RNA e 21 aminoácidos diferentes.

4. Mesossomos:

Estas são complexas infoldings localizadas da membrana citoplasmática. Pode haver 2-4 mesossomos em uma célula e o número é geralmente maior em bactérias que apresentam atividade respiratória alta, como bactérias nitrificantes.

Eles freqüentemente são encontrados para se originar em um ponto onde a membrana começa a invaginação antes da divisão celular, e eles se ligam à região 'nuclear'. Acredita-se que os mesossomos funcionem na síntese da parede celular e na divisão do material nuclear.

[Flag]:

O flagelo bacteriano é um apêndice protoplasmático longo, filamentoso e semelhante a um chicote, que surge no envelope celular e se estende além da superfície celular. A estrutura e composição dos flagelos bacterianos é totalmente diferente da dos flagelos eucarióticos. Em vez da disposição “9 + 2” dos microtúbulos contendo tubulina, há simplesmente um único filamento de proteína globular chamado flagelina.

É uma estrutura protéica desprovida de microtúbulos. Os flagelos são responsáveis ​​pela locomoção das células bacterianas e estão envolvidos na quimiotaxia e funcionam como um órgão sensorial de uma bactéria. O flagelo varia em comprimento de 10 µm a 20 µm e tem cerca de 0, 2 µm de espessura. Um flagelo tem três partes.

a) Corpo basal ou grânulo basal

(b) Gancho como estrutura e

c) Filamento

Nem todas as bactérias possuem flagelos como nas bactérias atrichous (por exemplo, Pasteurella, Lactobacillus). Os flagelos bacterianos são rígidos e não oscilam para frente e para trás. Em vez disso, eles giram muito como o propulsor de um barco.

[VI] Pili (Singular-pilus):

Também conhecidas como fimbrias (fímbria singular), elas podem ser vistas apenas em uma micrografia eletrônica. Eles são mais numerosos que os flagelos. São apêndices filamentosos pequenos, retos e finos, não associados à motilidade do organismo. Consiste em uma proteína chamada pilina disposta helicoidalmente ao redor de um núcleo central. Suas funções conhecidas incluem:

1. Tipo especial de pilus chamado F. pilus (pilus sexual) serve como porta de entrada de material genético durante o acasalamento bacteriano (conjugação)

2. Servir como um meio de fixação em várias superfícies, isto é, contribuir para o estabelecimento da infecção pela ligação de bactérias às superfícies celulares de animais e plantas das quais eles podem obter nutrientes.

Micoplasmas:

Os micoplasmas são os menores procariotos aeróbicos conhecidos sem uma parede celular descoberta por Pasteur (1843) enquanto ele estudava o agente causador da pleuropneumonia em bovinos. Eles foram designados como PPLO (organismos semelhantes à pleuropneumonia). Em 1898, Nocard e Roux conseguiram obter culturas puras desses microrganismos em meio contendo soro.

Micoplasmas são contaminantes freqüentes em culturas de tecidos ricos em matéria orgânica. Eles também foram encontrados em fontes de água quente. Eles ocorrem no solo, na água de esgoto e em diferentes substratos e em humanos, animais e plantas.

Estes microrganismos pleuromórficos foram denominados Asterococcus mycoides por Borrel et al. (1910). Nowak (1929) colocou este organismo no gênero Mycoplasma, que pertence à classe Mollicutes da ordem Mycoplasmatales. O micoplasma pode ser cultivado em meio isento de células.

Estrutura dos Micoplasmas:

A ausência de uma verdadeira parede celular torna esses organismos altamente plásticos e prontamente deformáveis, portanto os micoplasmas são irregulares e de forma variável. As células podem ser cocóides, granulares, em forma de pêra, em forma de aglomerado, semelhantes a anéis ou filamentosas.

Estes organismos são cobertos com uma membrana lipoplasmática lipoproteica de 7, 5-10 µm de espessura. O citoplasma contém ribossomos e nucleoplasma - como estrutura. Embora o material genético seja composto de DNA e RNA, é menos da metade do que geralmente ocorre em outros procariontes e talvez seja o limite mais baixo necessário para o organismo celular. A quantidade de DNA é de até 4% e o RNA, de aproximadamente 8%. O conteúdo de G + C no DNA varia entre 23 e 40 por cento.

As células PPLO possuem várias enzimas úteis na replicação do DNA, na transcrição e tradução envolvidas na síntese proteica e na geração de ATP a partir do açúcar anaerobicamente.