REINO MONERA BACTRIAS E ARQUEAS REINO MONERA Reino

REINO MONERA (BACTÉRIAS E ARQUEAS)

REINO MONERA Reino de seres vivos representados por dois sub-reinos: l BACTÉRIAS e l ARQUEAS: são seres geralmente encontrados em ambientes extremos (salinidade, temperatura, p. H…) e diferem das Bactérias por possuírem parede celular de composição distinta (algumas não possuem parede) e apresentarem organização gênica mais semelhante à dos seres eucariontes, sendo efetivamente mais proximamente relacionadas a eles do que com as bactérias. ** A maioria do que será visto aqui é referente às bactérias, pois são os principais representantes do Reino Monera.

As bactérias e arqueas são seres: l UNICELULARES, que podem viver ISOLADOS ou em COLÔNIAS. l PROCARIONTES, ou seja, não possuem compartimentos membranosos internos, como a membrana nuclear (CARIOTECA). Os outros 4 Reinos de seres vivos são de seres eucariontes. l AUTOTRÓFICOS ou HETERÓTROFOS, AERÓBIOS ou ANAERÓBIOS. l As células bacterianas medem aproximadamente 0, 2 e 1, 5 µm, e são constituídas de:

l Um citoplasma, contendo ribossomos e o NUCLEÓIDE, o cromossomo bacteriano, que tem formato circular. Além desta molécula de DNA, há outras, também circulares, porém menores e acessórias, os PLASMÍDIOS, que geralmente contém genes que conferem resistência contra antibióticos e podem ser replicados e transferidos de uma célula a outra. l A MEMBRANA PLASMÁTICA, que delimita o citoplasma, e assim como as das células eucarióticas é constituída de uma bicamada fosfolipídica contendo proteínas. l A PAREDE CELULAR, um envoltório rígido que determina a forma da célula bacteriana. É constituída de PEPTIDIOGLICANOS, polímeros de carboidratos interligados por proteínas. (Algumas bactérias e Arqueas não possuem parede. )

l Podem apresentar um ou mais FLAGELOS, estruturas utilizadas para a locomoção, geralmente constituídas de um longo filamento que se estende a partir da superfície da célula, associado a um motor localizado na membrana e parede celular. Este motor pode girar até 15 mil vezes por minuto. (os flagelos bacterianos apresentam composição e funcionamento distintos dos flagelos de células eucarióticas). Flagelo

l Algumas bactérias secretam para o seu exterior uma cobertura gelatinosa, composta de proteínas e/ou polissacarídios, chamada CÁPSULA BACTERIANA. Esta estrutura dificulta a fagocitose das bactérias por parte das células fagocitárias do sistema imune (macrófagos e monócitos). l Algumas bactérias podem se apresentar na forma de ENDÓSPOROS, uma forma de resistência. Quando as condições ambientais são adversas, dá-se início a um processo em que a célula desidrata e forma-se uma parede espessa ao redor de seu cromossomo. Esta estrutura não apresenta metabolismo, mas pode ser reativada quando as condições ambientais voltam a ser favoráveis.

Formação do Endósporo em Bactéria

l No que diz respeito à parede celular, as bactérias podem ser classificadas em dois grupos de acordo com o método de COLORAÇÃO DE GRAM. Este método consiste em submeter as bactérias a um tratamento com dois corantes, um violeta e um rosa, e após o tratamento pode se identificar dois tipos distintos de bactérias: l GRAM POSITIVAS: Apresentarão coloração violeta. Possuem uma parede celular espessa. (Membrana plasmática – Parede celular). l GRAM NEGATIVAS: Apresentarão coloração rosa (ou vermelha), pois não retém o corante violeta. Possuem uma parede celular mais fina, recoberta por outra membrana. (Membrana plasmática – Parede celular – Membrana externa).

Bactérias Gram Positivas e Gram Negativas

Mecanismo de Coloração de Gram

REPRODUÇÃO As bactérias reproduzem-se de forma assexuada por DIVISÃO BINÁRIA, processo em que uma célula duplica seu DNA, e divide-se em duas (idênticas). Divisão em Bactéria

Apesar das bactérias não apresentarem reprodução sexuada, podem adquirir seqüências de DNA, contendo genes, de outras bactérias, processo denominado RECOMBINAÇÃO GÊNICA. Pode se dar de três formas básicas: l TRANSFORMAÇÃO: Absorção de moléculas de DNA dispersas no ambiente, provenientes de bactérias mortas. l TRANSDUÇÃO: Transferência de seqüências de DNA de uma bactéria para outra, a partir de um bacteriófago. Neste caso, a montagem do bacteriófago ocorreu de forma errônea, e ao invés de seu capsídio conter o material genético viral, na verdade contém uma seqüência do DNA da bactéria que ele havia infectado. Ao infectar outra bactéria, injeta este DNA, que pode se incorporar ao cromossomo da bactéria que está sendo invadida agora. l CONJUGAÇÃO: Transferência direta de DNA entre duas bactérias através de um tubo protéico chamado PILI.

CONJUGAÇÃO

TRANSDUÇÃO

TRANSFORMAÇÃO

No que diz respeito à FORMA, podem ser: l UNICELULARES: l l l COCOS: Formato esférico. BACILO: Formato de bastonete. VIBRIÃO: formato de vírgula. ESPIRILO: Formato espiralado. COLÔNIAS: l l DIPLOCOCOS, ESTREPTOCOCOS, SARCINAS (cubo) e ESTAFILOCOCOS (cacho). DIPLOBACILOS e ESTREPTOBACILOS.

Espécies e Formas das Bactérias

Estrutura da Célula Bacteriana

Estrutura da Célula Bacteriana

NUTRIÇÃO Basicamente, as bactérias podem ser heterótrofas ou autótrofas, sendo que a maioria é heterótrofa: l As AUTÓTROFAS são as que produzem as substâncias que lhes servem de alimento - Fotossintetizantes: Utilizam a luz como fonte de energia para produzir seu alimento. 6 CO 2 + 12 H 2 O -(luz e clorofila)> C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 + 6 H 2 O - Quimiossintetizantes: Utilizam reações inorgânicas exotérmicas de oxidação-redução como fonte de energia para produzir seu alimento. Exemplos, as bactérias nitrificantes: Nitrosomonas: 2 NH 3 +3 O 2 > 2 NO 2 - + 2 H 2 O + 2 H+ + Energia! Nitrobacter: 2 NO 2 - + O 2 > 2 NO 3 - + Energia!

l As HETERÓTROFAS, ao contrário das autótrofas, não conseguem produzir as substâncias que utilizariam como alimento, sendo assim, têm de adquirir estas substâncias através da alimentação. - Respiradoras: Executam o processo de respiração celular, no qual uma molécula orgânica é degradada a compostos inorgânicos, liberando energia. * Aeróbicas: Degradam substâncias orgânicas com a participação de O 2 (aceptor de H+ liberados pela oxidação da molécula orgânica). * Anaeróbicas: Degradam substâncias orgânicas com a utilização de substâncias inorgânicas, no lugar do O 2. - Facultativas: Podem obter energia tanto via respiração (com O 2) quanto via fermentação (sem O 2). - Obrigatórias: Não toleram a presença do O 2. Exemplo: Clostridium tetani, a bactéria do tétano.

- Fermentadoras: Realizam o processo de fermentação, em que moléculas orgânicas ricas em energia são degradadas de forma incompleta, gerando menos energia: Glicose > 2 Ácido pirúvico + Produto específico (álcool, ácido láctico, ácido acético…) + Energia! ** Notar que o O 2 não faz parte da reação. Dentre as bactérias heterótrofas temos ainda outras denominações: l As SAPROFÁGICAS: Obtêm seu alimento a partir da matéria orgânica morta, como cadáveres. Sendo assim, atuam como DECOMPOSITORAS, reciclando a matéria orgânica complexa, ao transformá-la em matéria orgânica simples, que pode ser utilizada por outros seres vivos. l As PARASITAS: Obtêm seu alimento instalando-se nos organismos ainda vivos, podendo causar doenças.

AS BACTÉRIAS E O CICLO BIOGEOQUÍMICO DO NITROGÊNIO Para que possa ser absorvido pelos seres vivos, o elemento N, na forma de gás nitrogênio, N 2 é inicialmente absorvido pelas BACTÉRIAS FIXADORAS DE NITROGÊNIO. Elas converterão o N 2 em amônia, NH 3, que por sua vez, pode ser absorvido por algumas plantas. Outras bactérias, as chamadas BACTÉRIAS NITRIFICANTES, transformam o NH 3 (ou NH 4+) em Nitrato, NO 3 -. Sendo que os nitratos são as substâncias contendo nitrogênio mais facilmente absorvidas pelas plantas. Isto se dá em duas etapas: l Bactérias do gênero Nitrosomonas convertem a amônia ou o amônio em nitrito: 2 NH 3 +3 O 2 > 2 NO 2 - + 2 H 2 O + 2 H+ + Energia! l Bactérias do gênero Nitrobacter convertem o nitrito em nitrato: 2 NO 2 - + O 2 > 2 NO 3 - + Energia!

As bactérias fixadoras do gênero Rhizobium são capazes de infectar as raízes das plantas leguminosas, e viver de forma simbiótica com elas ao formar NÓDULOS (tumores). A bactéria absorve o N 2, e compartilha com a planta as substâncias nitrogenadas que produz, ao passo que a planta fornece outras substâncias orgânicas às bactérias. Como estas plantas se tornam muito eficientes no processo de fixação de nitrogênio, ao morrerem, acabam fertilizando o solo, pois liberam o nitrogênio na forma de amônia. Além dos processos de fixação e nitrificação, outras bactérias são capazes de converter o NO 3 - em N 2, devolvendo o elemento N para atmosfera. Estas são as BACTÉRIAS DESNITRIFICANTES e processo pelo qual fazem isso é chamado DESNITRIFICAÇÃO. a o

DOENÇAS CAUSADAS POR BACTÉRIAS Em geral, as bactérias parasitas instalam-se em meio às células dos tecidos, onde podem causar dano ao destruir as células diretamente, ou produzirem substâncias tóxicas que terminam por causar danos a elas. A prevenção e o tratamento geralmente se dão com o uso de vacinas e antibióticos. Os ANTIBIÓTICOS são substâncias produzidas por microrganismos, capazes de matar ou inibir a proliferação de outros microrganismos. Por exemplo, a penicilina é um antibiótico produzido pelos fungos do gênero Penicillium, e esta substância é capaz de impedir que a bactéria sintetize sua parede celular, então a bactéria lisa e morre.

A tabela a seguir mostra algumas doenças causadas por bactérias: DOENÇA AGENTE ETIOLÓGICO TRANSMISSÃ O PREVENÇÃ O SINTOMAS Pneumoni as bacterian as Pneumococos, hemófilos, etc. Gotículas em suspensão no ar. Evitar o contato com os doentes; vacinação. Tosse, febre, dor torácica. Gotículas em suspensão no ar. Evitar o contato com os doentes; Condições salutares de moradia e alimentação; vacinação. Febre, tosse, emagreciment o, hemoptise (expectoração com sangue). Evitar o contato com os doentes. Lesões claras ou avermelhadas na pele; áreas insensíveis; nódulos; regiões de pele seca. Tubercul ose Hansenía se Bacilo de Koch (Mycobacterium tuberculosis) Mycobacterium leprae Contato doentes. com

Cuidado com os ferimentos; Vacinação. Espasmos musculares; distúrbios respiratórios. Vibrio cholerae Água e alimentos contaminados por fezes de doentes. Isolamento dos doentes; Saneamento básico; Vacinação. Diarréia intensa, vômitos, febre e dor abdominal. Treponema pallidum Contato sexual; Transmissão materno-fetal. Abstinência; uso de preservativos. Nódulo duro nos genitais; manchas na pele; lesões neurológicas. Contato sexual; Transmissão no parto. Abstinência; uso de preservativos. Dor ao urinar; Corrimento vaginal ou uretral; dor durante a relação sexual. Bacillus anthracis Inalação ou ingestão de esporos. Evitar locais onde animais contaminados morreram; Não abrir cartas cujo remetente é a Al Qaeda. Infecção generalizada, pneumonia, febre e dificuldade para respirar. Propionibacterium acnes Proliferação excessiva da bactéria, nos folículos pilosos, graças ao aumento da secreção sebácea durante a adolescência. Clostridium tetani Contaminação ferimentos. Cólera Sífilis Tétano Gonorréia Antraz Acne Neisseria gonorhoeae de Inflamação dos folículos pilosos e formação de cravos e pústulas na pele.

Bactérias e Cianobactérias 1. Bactérias As bactérias são organismos procariontes, isto é, não possuem núcleo organizado, com o material genético disperso no hialoplasma, não apresentando também organelas com sistemas de membranas, como mitocôndrias, cloroplastos e retículo endoplasmático. São unicelulares e podem ser encontradas isoladas ou em colônias. Para o estudo das bactérias é necessária a utilização de um microscópio, pelo fato de serem de tamanho extremamente reduzido. Estes organismos podem ser encontrados em diferentes tipos de ambientes como no mar, nos rios, lagos, fontes termais, matéria em decomposição, no solo, em nossa saliva, no intestino, no leite, contaminando alimentos e em interações ecológicas de mutualismo, comensalismo, antibiose e parasitismo.

O Esquema da Organização de uma Bactéria

Bactérias de Importância Médica Bactéria Doença Causada Mycobacterium leprae Hanseníase ou Lepra Mycobacterium tuberculosis Tuberculose Clostridium tetani Tétano Neisseria gonorrheae Gonorréia Streptococcus pneumoniae Pneumonia Salmonella thyphi Febre Tifóide Corynebacterium diphteriae Difteria Vibrio cholerae Cólera Brucella melitensis Brucelose Yersinia pestis Peste Bubônica Treponema pallidum Sífilis Salmonella sp. / Shigella sp. Disenterias Leptospira interrogans Lepstospirose

Formas das Bactérias