Bactérias: características, morfologia, tipos, reprodução

As bactérias são um grande grupo de microrganismos procarióticos. Eles geralmente têm um tamanho de apenas alguns micrômetros. Eles têm formas diferentes, que variam de cilíndricas, espirais a formas de cana.

São organismos praticamente onipresentes e podem estar localizados no solo, nos corpos marinhos e de água doce, habitando a flora e a saliva intestinal de muitos vertebrados e como parasitas de animais e plantas. Eles também foram encontrados em ambientes extremos, como fontes termais ácidas, chaminés hidrotérmicas e resíduos radioativos.

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Bactérias tartarophtorum, B. manitopoeum e Bacillus sporogenes que se desenvolvem em um recipiente de aço inoxidável. Tirada e editada em commons.wikimedia.org

Esses micróbios são uma parte fundamental de muitos ciclos de nutrientes. Eles são o componente básico da microbiota de todas as cadeias tróficas e sua biomassa pode ser calculada em aproximadamente 5 × 10 30 bactérias no planeta Terra.

Outra figura interessante é a quantidade de bactérias que habitam o corpo humano: pensa-se que em um ser humano médio, cerca de 39 bilhões de células bacterianas habitam e a maioria delas faz parte da flora intestinal.

A classificação tradicional de bactérias compreendeu um grupo taxonômico polifilético. Hoje esse grupo foi dividido em dois domínios bacteriano e arquéia. As bactérias são reconhecidas como o grupo procariótico com lipídios de membrana compostos por diésteres diacil de glicerol.

Por outro lado, archea é o grupo de procariontes cuja membrana é composta de lipídios isoprenóides (diéster de glicerol ou tetraéter de glicerol). Eles também mostram diferenças em seu RNA ribossômico , chamado rRNA bacteriano e rRNA arcaico, respectivamente.

Morfologia

As bactérias têm uma grande variedade morfológica e tamanhos. Esses organismos unicelulares podem medir de 0,3 micrômetros a 0,5 milímetros; no entanto, geralmente suas medições estão entre 0,3 e 5,0 micrômetros.

A forma chamada cocos (esférica) é a mais comum entre as bactérias. No entanto, outras formas como bacilos (bastão ou bengala) também são relativamente comuns.

Outros morfos não tão frequentes entre as bactérias são: vírgulas, também chamadas vibrios (com formato de bastão ligeiramente curvado ou como sinal de pontuação “,”) e espirilias ou espiroquetas (com formas em espiral). Alguns mais incomuns ainda têm a forma de estrelas.

Outras características não morfológicas

Os representantes do domínio bacteriano, sendo organismos unicelulares procarióticos , não possuem núcleo definido ou organelas membranosas complexas. A parede celular destes possui um pectidoglicano contendo ácido murmático e os lipídios da membrana contêm ácidos graxos de cadeia linear com ligações éster.

Eles têm vesículas de gás. O RNA de transferência possui timina (na maioria dos tRNAs) e N-formilmetionina (transportados pelo tRNA inicial). Eles possuem mRNA policistrônico, isto é, que codifica mais de uma proteína.

Os ribossomos têm 70 tamanho. Eles são sensíveis ao cloranfenicol e canamicina, não mostram sensibilidade com o antibiótico anisomicina.

A RNA polimerase das bactérias é uma molécula grande. Possui cinco subunidades de aproximadamente 410 kilodaltons cada. Além disso, em sua estrutura, a RNA polimerase possui uma ranhura de 55 Å de comprimento e 25 Å de largura. Apresenta sensibilidade à rifampicina. Não apresenta promotores da polimerase do tipo II.

As bactérias fixam nitrogênio, realizam fotossíntese baseada em clorofila e também realizam quimiolitotrofia (oxidação de compostos inorgânicos). Eles não produzem metano ou apresentam a enzima ATPase.

ID

A identificação e classificação de bactérias é um dos tópicos mais complexos na biologia de microrganismos. Existem inúmeras características e métodos que são utilizados para a identificação e subsequente classificação desses indivíduos.

Entre as características clássicas estão morfologia, fisiologia e metabolismo, bioquímica, relacionamentos e funções ecológicas, além de genética.

As análises mais usadas são: produtos de fermentação , tipo de nutrição, fontes de carbono e nitrogênio, inclusões de armazenamento, motilidade, tolerância osmótica, condições físicas químicas ideais, pigmentos fotossintéticos, entre muitos outros.

Outras características não clássicas são encontradas no nível molecular. Nas últimas décadas, o uso de ácidos nucléicos e proteínas na taxonomia de bactérias tomou grande impulso.

Comparações entre genes (proteínas e ácidos nucléicos) fornecem uma vasta informação sobre parentesco e, é claro, semelhança entre organismos.

Tipos (classificação)

Bactérias, era um termo tradicionalmente usado para designar todos os procariontes unicelulares. No entanto, a sistemática molecular mostrou que esse antigo grupo de organismos (procarióticos) divergia em 2 grupos ou domínios.

Esses dois grupos foram chamados eubactérias e arquebactérias. Mais tarde, eles foram renomeados como bactérias e archea. Os archea são um grupo mais estreitamente relacionado aos membros de um terceiro domínio, chamado eucarya.

Este último grupo é composto por organismos eucarióticos. Juntos, os três domínios (bactérias, archea e ekarya) compõem a classificação atual da vida.

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Sistema dos 3 domínios Bactérias, Archea e Eukarya. Tirada e editada em commons.wikimedia.org

-Classificações de bactérias

As bactérias podem ser classificadas de acordo com vários critérios, como:

Organização celular

Em geral, as bactérias são unicelulares, no entanto, de acordo com a organização celular, podem ser classificadas como “unicelulares e multicelulares”.

Metabolismo

Dependendo do ambiente em que são encontrados e da maneira como realizam seus processos para obter energia e nutrientes, as bactérias são classificadas em:

  • Anaeróbios: aqueles que vivem e se desenvolvem em ambientes sem oxigênio.
  • Aeróbica: bactérias que vivem e se desenvolvem em ambientes de oxigênio.
  • Opcional: os organismos que vivem e se desenvolvem de forma intercambiável em ambientes anaeróbicos ou aeróbicos, ou seja, eles podem viver em ambientes com ou sem oxigênio.

Parede celular

Dependendo da composição da parede celular das bactérias, elas reagem à coloração de Gram, com uma cor azul escura ou violeta, ou com uma cor rosa ou vermelha e sua classificação é a seguinte:

  • Gram-positivo: coloração azul ou púrpura e parede celular espessada.
  • Gram-negativo: coloração rosa ou vermelha e parede celular fina ou fina.

Temperatura de crescimento e desenvolvimento

Dependendo das temperaturas em que esses microrganismos se desenvolvem, eles podem ser classificados em:

  • Psicrofilas : bactérias que se desenvolvem em ambientes com temperaturas muito baixas.
  • Mesófilos : bactérias que habitam e se desenvolvem a temperaturas entre 15 e 35 ° C (temperaturas moderadas), no entanto, alguns pesquisadores consideram os organismos que se desenvolvem dentro de uma faixa de 20 a 40 ° C como mesofílicos.
  • Termófilos : células bacterianas que se desenvolvem e vivem em altas temperaturas, ou seja, acima de aproximadamente 45 ° C.

Forma

As bactérias são identificadas há muito tempo de acordo com sua forma e sua classificação é a seguinte:

  • Cocaceas : cilíndricas ou esféricas. Essas formas têm várias classificações de acordo com a quantidade de células que formam e a forma que constroem. Por exemplo, em relação ao número, quando as cocacéias são observadas em pares, elas são chamadas de “diplococos” e, quando são encontradas no número de 4, são chamadas de “tetracocos”. Mas quando se trata da forma, se elas formam cadeias, são chamadas de “estreptococos”, quando formam aglomerados de “estafilococos” e, quando em forma de cubo, são chamadas de “sarcins”.
  • Bacilos : bactérias com formas alongadas, como uma barra ou haste. Quando esses bacilos formam cadeias, eles são chamados de “estreptobacilos”.
  • Cocobacilos : bactérias semi-cilíndricas, mas achatadas nos pólos, mostrando uma forma oval.
  • Espirais : bactérias em forma de espiral, semelhantes a um saca-rolhas.
  • Vibrios : organismos com a forma de uma bengala curta e curvada também são chamados de vírgula, como o sinal de pontuação.

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Morfologia de bactérias. Tirada e editada em commons.wikimedia.org

Classificação atual do domínio atual

Após a classificação revolucionária de Carl Woese e colaboradores em 1990, a classificação de bactérias mudou drasticamente. Atualmente, de acordo com o LPSN ou lista de nomes procarióticos com a posição ou status na nomenclatura (Lista de nomes procarióticos com Permanente na Nomenclatura, por seu nome em inglês), o domínio bacteriano é dividido em 34 filos. Entre esses filos estão:

Spirochaetes

Bactérias alongadas e helicoidais. Gram-negativo Eles têm um envelope celular externo. Eles se movem através de filamentos axiais.

Firmicutes

Grupo de bactérias Gram-positivas, principalmente com parede celular espessada e com baixo teor ou porcentagem de GC. Os Firmicutes em forma principalmente bacilo e, por vezes formar coco. Muitas espécies produzem endósporos.

Proteobactérias

Bactérias gram-negativas, com morfologia e parede celular variadas formadas por lipopolissacarídeos. Principalmente heterotróficos, embora algumas espécies possam realizar fotossíntese. Eles são muito abundantes nos oceanos e outros corpos de água.

Cianobactérias

Organismos bacterianos que possuem clorofila e ficocianina. Eles são chamados de algas verdes e azuis. São Gram-negativos e capazes de realizar fotossíntese oxigênio.

Bacteroidetes

Bactérias adaptadas a uma grande diversidade de habitats. Metabolismo anaeróbico Gram-negativo Algumas espécies são patógenos oportunistas.

Chlorobi

Grupo de bactérias que realizam fotossíntese anoxigênica. Metabolismo anaeróbico. Gram-negativo Eles são chamados bactérias verdes de enxofre.

Cloroflexos

Bactérias monodérmicas, isto é, possuem uma única membrana celular. Eles têm uma parede celular externa muito fina de peptidoglicano. O grupo tem representantes termofílicos e mesofílicos. Alguns fazem fotossíntese. Principalmente aeróbico. Gram-positivo

Thermotogae

São bactérias adaptadas para viver em ambientes extremos. Eles são considerados organismos hipertermofílicos. Metabolismo anaeróbico e pode processar carboidratos. Eles são gram negativos.

Reprodução

Fissão binária

O principal mecanismo de reprodução de bactérias é a fissão binária ou bipartição. É um tipo de reprodução assexuada , em que a célula bacteriana precisa dobrar de tamanho e depois se divide, dando origem a duas células filhas.

Esse tipo de reprodução assexuada permite que as bactérias tenham uma taxa de crescimento populacional exponencial. Dessa forma, a crescente população pode usar melhor e mais rapidamente os recursos disponíveis e também expandir a possibilidade de gerar organismos ou cepas resistentes aos diferentes ambientes em que se desenvolvem.

Fissão múltipla

É um tipo de divisão celular em que o núcleo é dividido em várias partes iguais e ocorre a divisão do citoplasma, dando origem a várias células filhas simultaneamente.

Broto ou brotamento (em inglês)

Este tipo de reprodução assexuada bacteriana é gerado em um local não específico da bactéria progenitora. Começa com uma protuberância do citoplasma chamada gema, que depois dobra para o tamanho dos pais e se separa como um novo indivíduo (célula filha). Esse tipo de reprodução foi observado nos filos Planctomycetes, Firmicutes e Cianobactérias.

Produção de Baeocitos

Esse tipo de reprodução, também chamada de fissão binária atípica, consiste em uma pequena célula circular (baeócito), que posteriormente aumenta sua massa ou tamanho, formando uma célula vegetativa.

Durante o aumento do tamanho, essa célula vegetativa replica seu DNA várias vezes e depois passa para a fase reprodutiva, onde sofre fissões citoplasmáticas, que se tornam dezenas, até centenas de baeócitos. Este tipo de reprodução foi estudado em cianobactérias .

Nutrição

As bactérias têm vários tipos de nutrição:

Lithotrophs

Bactérias que usam substratos inorgânicos como nitritos, nitratos, ferro ou sulfatos para biossíntese ou preservação de energia por meio de anaerobiose ou aerobiose.

Organotrophs

Organismos bacterianos que obtêm hidrogênio ou elétrons de fontes orgânicas, como carboidratos, hidrocarbonetos ou lipídios. Esses organismos podem ser aeróbicos ou anaeróbicos, até heterotróficos ou autotróficos.

Bactérias autotróficas

Organismos que são desenvolvidos sintetizando substâncias inorgânicas que poderiam ser carbono, mas inorgânicas, como dióxido de carbono.

Bactérias heterotróficas

Os organismos que sintetizam substâncias químicas cuja fonte de carbono é orgânica, como os polissacarídeos.

Mixotróficos

Bactérias que exigem a síntese de substâncias inorgânicas para a conservação e obtenção de energia, mas também requerem compostos orgânicos para atender às suas necessidades metabólicas biossintéticas.

Doenças causadas

Da grande diversidade de bactérias conhecida pelo homem, apenas algumas (em proporção) causam doenças. As patologias causadas por esses microrganismos no ser humano podem ser classificadas de acordo com sua origem, ou seja, de acordo com o mecanismo de transmissão ou aquisição deste:

-Transmitido pelo ar

As bactérias que causam doenças transmitidas pelo ar geralmente afetam as vias aéreas ou o sistema respiratório e, em outros casos, podem causar problemas de pele. Aqui estão algumas doenças transmitidas pelo ar:

Difteria

Na maioria dos casos, esta doença é transmitida por Corynebacterium diphtheriae , embora C. ulcerans possa produzir manifestações clínicas semelhantes.

A doença é transmitida de uma pessoa doente para uma pessoa saudável através de partículas transmitidas durante a respiração. Também pode ocorrer por contato com a secreção de lesões de pele. A difteria pode afetar quase qualquer membrana mucosa e as formas clínicas mais comuns são:

  • Faríngea : é a manifestação mais comum. Os sintomas incluem mal-estar geral, febre leve, dor de garganta e até anorexia .
  • Nasal anterior : é a manifestação clínica menos frequente. Apresenta-se como uma hemorragia nasal. Também pode haver secreção mucosa purulenta ou desenvolver pseudomembrana no septo nasal.
  • Laringe : esta manifestação clínica da difteria produz febre, rouquidão, falta de ar, tosse do cão e ruídos agudos ao respirar. Se não for controlado a tempo, a morte pode ocorrer devido a obstrução das vias aéreas.
  • Cutâneo : apresenta-se como uma erupção cutânea escamosa na pele ou como úlceras bem definidas. Dependendo da localização da área afetada (membrana) e sua extensão, podem ocorrer complicações como pneumonia, miocardite, neurite, obstrução das vias aéreas, artrite séptica, osteomielite e até morte.

Legionelose ou doença dos legionários

A doença é causada por bactérias Gramnegativas aeróbicas, solo natural e ecossistemas aquáticos chamados Legionella pneumophila . Essa bactéria também foi isolada em sistemas de ar condicionado e em chuveiros.

A doença é o resultado da disseminação da bactéria pelo ar de um reservatório para o sistema respiratório humano. Homens com mais de 50 anos comprometidos com o tabagismo, alcoolismo ou imunodeficiências têm maior probabilidade de contrair a doença.

A bactéria está alojada nos fagossomos dos macrófagos alveolares, de onde se multiplica e produz danos aos tecidos. Os sintomas desta doença são: tosse sem expulsão de secreções respiratórias, febre, broncopneumonia grave e problemas neurológicos podem se manifestar.

Meningite

Esta doença consiste em uma inflamação das meninges do cérebro e da medula espinhal . Pode ter uma origem asséptica ou bacteriana. A patologia de origem bacteriana provém de secreções respiratórias de portadores de doenças ou de casos ativos.

As bactérias que produzem meningite inicialmente colonizam a nasofaringe, de onde passam pelas membranas mucosas e acessam a corrente sanguínea, e daí para o líquido cefalorraquidiano de onde as meninges incham .

Os sintomas desta infecção são: uma doença respiratória ou dor de garganta, seguida de confusão, vômito, dor de cabeça (em alguns casos graves), rigidez no pescoço e nas costas.

Pneumonia

Várias espécies de bactérias estão relacionadas à pneumonia, porém as espécies Mycobacterium avium e M. intracellulare são as principais causas dessa doença. Essas bactérias têm distribuição mundial e não apenas infectam o homem, mas outros vertebrados e insetos.

Pensa-se que o sistema respiratório e o sistema digestivo sejam a porta de entrada desses bacilos para a colonização dos pacientes. A doença se manifesta nas pessoas como uma infecção pulmonar, semelhante à causada pela tuberculose.

Outras doenças

Muitas outras doenças são transmitidas por bactérias pelo ar, dentre as quais podemos citar: tuberculose, causada pelo bacilo de Koch ( Mycobacterium tuberculosi ); tosse convulsa, causada pela bactéria Bordetella pertussis e doenças causadas por estreptococos.

-Transmissão por artrópodes

As doenças bacterianas causadas por esses invertebrados são consideradas raras, porém são de grande interesse. Algumas dessas doenças são:

Elychiosis

Patologia causada pela bactéria Ehrlichia chaffeensis , transmitida por reservatórios de animais, como o carrapato. Uma vez que a bactéria entra na corrente sanguínea, causa uma doença febril não especificada chamada Erliquiose Monocítica Humana (EMH). A doença é caracterizada por sintomas como febre, calafrios, dor de cabeça e mialgia.

Tifo epidêmico

Doença bacteriana transmitida ao homem por piolhos. O bacilo que causa esta doença é Rickettsia prowasekii . Quando o piolho se alimenta de uma pessoa infectada, as bactérias infectam o intestino do artrópode e se espalham.

Logo, grandes quantidades de rickettsia aparecem nas fezes dos piolhos e, quando o piolho suga o sangue de outro indivíduo saudável, defeca.

Quando a irritação causada pela mordida faz com que o indivíduo coça, contamina o local danificado e permite que a rickettsia entre na corrente sanguínea, onde subsequentemente causam inflamação dos vasos sanguíneos pela infecção de suas células endoteliais. Os sintomas desta doença são febre, dor de cabeça intensa e mialgia.

Doença de Lyme

A doença de Lyme é uma infecção bacteriana transmitida ao homem pela picada de um carrapato cujos hospedeiros naturais são ratazanas e veados. As bactérias causadoras são espiroquetas do gênero Borrelia .

Clinicamente, a doença tem três estágios: primeiro, geralmente começa com lesões na pele que se expandem como anéis. Esta fase é frequentemente acompanhada de febre, calafrios, fadiga, mal-estar e dores de cabeça.

O segundo estágio é caracterizado por acessos de artrite, inflamação cardíaca e problemas neurológicos. O terceiro e último estágio pode ser observado anos depois, e é caracterizado pelo fato de os indivíduos desenvolverem desmielinização de neurônios e apresentarem sintomas semelhantes ao Alzheimer ou esclerose múltipla .

Outras doenças

Embora as infecções bacterianas transmitidas pelos artrópodes sejam consideradas raras, algumas causaram mortes massivas na humanidade, como a peste negra ou a bubônica, causada por Yersinia pestis .

Outra doença que não é tão mortal quanto a peste negra é a febre Q, causada pela bactéria Coxiella burnetii, que infecta animais, animais domésticos e homens.

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Bactérias que causam a Peste Negra. Yersinia pestis. Tirada e editada em https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Yersinia_pestis_fluorescent.jpeg

Doenças de contato diretas

Essas doenças bacterianas estão principalmente associadas a infecções de pele e tecidos subjacentes. Algumas dessas patologias são:

Carbunco

Doença transmitida por estar em contato direto com animais de fazenda infectados ou seus produtos. A bactéria causadora da doença é Bacillus anthrasis e seus endosporos podem permanecer viáveis ​​por muitos anos no solo ou em animais.

A infecção em humanos ocorre principalmente devido a danos ou cortes na pele (condição da pele), também pode afetar o sistema respiratório (antraz pulmonar) e gastrointestinal (antraz gastrointestinal).

Uma pele é formada sobre a pele (uma pápula que úlcera) e os sintomas que a acompanham são febre, dor de cabeça e náusea.

Vaginose bacteriana

É uma DST polimicrobiana (doença sexualmente transmissível), ou seja, produzida por várias bactérias. Essas bactérias são Gardnerella vaginalis , espécies do gênero Mobiluncus e Mycoplasma hominis .

É uma doença considerada leve, mas muito contagiosa e seus sintomas são: corrimento vaginal espumoso e abundante e cheiros semelhantes aos peixes; não há dor, queimação ou coceira.

Gonorréia

Outra doença bacteriana sexualmente transmissível. É causada por Neisseria gonorrhoeae . Este diplococo, uma vez que entra no corpo, adere às células mucosas através do pilis e da proteína II. Essa adesão evita que ela seja expulsa da vagina por secreções ou urina normais.

Os sintomas nos homens são: supuração pela uretra de um pus amarelo a verde, com micção frequente, acompanhada de dor e sensação de queimação ou queimação. Nas mulheres, apenas 10 a 20% das pessoas expostas às bactérias se desenvolvem e, se desenvolverem a doença, pode causar gravidez ectópica e até esterilidade.

Outras doenças

As doenças bacterianas por contato direto são muito diversas, tanto em sua origem quanto em seu desenvolvimento, as mais citadas são as DSTs e podem ser mencionadas: doenças genito-urinárias causadas por micoplasmas Ureaplasma urealyticum e Mycoplasma hominis ; e o câncer, produzido por Haemophilus lucreyi .

Outras doenças de contato não sexual e bacteriana são: conjuntivite de inclusão, hanseníase, doença por arranhões em gatos, gangrena gasosa e muitas outras.

Referências

  1. Bactérias Na Wikipedia Recuperado de en.wikipedia.org.
  2. Fissão binária Na Wikipedia Recuperado de es.wikipedia.org.
  3. LM Prescott, JP Harley e GA Klein (2009). Microbiology, 7th edition, Madri, México, Mc GrawHill-Interamericana. 1220 pp.
  4. GJ Olsen e CR Woese (1993). RNA ribossômico: uma chave para a filogenia. The FASEB Journal.
  5. WB Whitman, DC Coleman, WJ Wiebe (1998). «Procariontes: a maioria invisível». Anais da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos da América.
  6. DC Yang, KM Blair, NR Salama (2016). «Permanecer em forma: o impacto da forma celular na sobrevivência bacteriana em diversos ambientes». Revisões de Microbiologia e Biologia Molecular.
  7. Parte AC (2018). LPSN – Lista de nomes procarióticos com Permanência na Nomenclatura (bacterio.net), 20 anos depois. Revista Internacional de Microbiologia Sistemática e Evolutiva.

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