Taxonomia bacteriana

DIVERSIDADE DOS MICRORGANISMOS

● BACTÉRIAS

● FUNGOS

● VÍRUS

● PROTOZOÁRIOS

● ALGAS

TaxonomiaSistemas de classificação dos seres vivos

Linnaeus (séc. XVIII): Reinos Animal e Vegetal

Haeckel (1866): Inclusão do reino Protista: "animais" e "vegetais“ unicelulares

Whittaker (1969): Cinco reinos - características morfólogicas e fisiológicas:

Monera: Procariotos

Protista: Eucariotos unicelulares

Fungi: Eucariotos aclorofilados

Plantae: Vegetais

Animalia: Animais

Haeckel

(1894)

Três reinos

Whittaker

(1959)

Cinco reinos

Woese

(1977)

Seis reinos

Woese

(1990)

Três domínios

ProtistaMonera

Eubacteria Bactéria

Archaebacteria Archaea

Protista Protista

EukaryaPlantae

Fungi Fungi

Plantae Plantae

Animalia Animalia Animalia

Virus?

Carl Woese (1990) - O DNA poderia ser considerado um “fóssil” molecular.

Classificação baseada em aspectos evolutivos (filogenéticos)

Comparação das sequências de genes que codificavam o rRNA

Esta nova proposta de classificação subdivide os seres vivos em 3 domínios:

Archaea: Composto por procariotos – Ancestrais das bactérias

Bacteria: Composto por procariotos – Bactérias em geral

Eukarya: Composto por eucariotos – Animais, vegetais, algas, protozoários e

fungos

Taxonomia

A sistemática é a ciência dedicada a inventariar e descrever a

biodiversidade e compreender as relações filogenéticas entre os

organismos.

Taxonomia: do grego tassein = "para classificar" e nomos = lei.

È a ciência de administrar a descoberta, descrição e

classificação das espécies e grupo de espécies, com suas

normas e princípios

Filogenia: relações evolutivas entre os organismos

Classificação definitiva: métodos fenotípicos e genotípicos

Novas Classificações

• Existem dois grupos de procariotos que são chamados de archaea e a bactéria.

• Pelo trabalho de Woese (1990), levando em conta dados de filogenia molecular, elas são tão diferentes que ocupam dois reinos, e as archaea são mais próximas dos eucariotos do que as bactérias

Evolutivamente falando, a classificação de

Whittaker em cinco reinos: Animalia, Plantae,

Fungi, Protista e Monera é antiquada, e

existem hoje apenas três reinos: Archaea,

Bacteria e Eukarya.

As Archaea vivem em ambientes extremos, onde não há

possibilidade de vida para outros seres.

Há Archaea em fontes termais a quase 100oC (Thermus

aquaticus), no Mar Morto, com salinidade altíssima, em

ambientes próximos a vulcões, em fontes de enxofre,

etc.

Comparando: Archaea Eukarya

Temperatura ideal de crescimento 2oC - >100oC20oC -

40oC

pH ideal de crescimento 1 - 12 7

Capacidade de suportar altas pressões

atmosféricassim não

Capacidade de suportar altas salinidades sim não

As bactérias podem ser classificadas por

várias características:

Fonte de carbono Fonte de ATP Fonte de NADPH

autotróficas

fotolitotróficasCO2 luz

substrato

inorgânico (NH4+)

autotróficas

quimiolitotróficasCO2

substrato

inorgânico (NH4+)

substrato

inorgânico (NH4+)

heterotróficas

fotoorganotróficas

compostos

orgânicos (lactato)luz

compostos

orgânicos (lactato)

heterotróficas

quimioorganotróficas

compostos

orgânicos (lactato)

compostos

orgânicos (lactato)

compostos

orgânicos (lactato)

FORMA

COLORAÇÃO GRAM

TOLERÂNCIA AO O2:

NUTRIÇÃO

Fenotípicas X Genotípicas

As bactérias podem ter diversas formas:

As esféricas são chamadas cocos (geralmente G+)

Quando alongadas, recebem o nome de bacilos(geralmente G-)

Em formas helicoidais, em geral móveis, são

denominadas espirilos (não se coram bem pelo GRAM)

Mas ocorrem com 3 formas fundamentais

Métodos fenotípicos

Cocos: De forma esférica ou subesférica (ex: Staphylococcus)

Bacilos ou Bastonetes : Em forma de bastonete (Ex: Bacillus)

Vibrios ou Vibriões : Em forma de vírgula (Ex: Vibrio)

Espirilos ou Espiroquetas : Em forma de espiral (Ex: Treponema e Leptospira)

Bacilos ou Bastonetes

Cocos

Vibrios

Espiroqueta

Freqüentemente as células bacterianas

aparecem em grupos, e não isoladas.

Os cocos quando aparecem aos

pares, formam os diplococos

Quando dispostos em fileiras são

chamados streptococos

Quando aparecem como cachos de

uvas, denominam-se estafilococos

Os bastonetes podem raramente se apresentar em cadeia

ou na forma de diplobacilos, mas os espirilos somente se

apresentam isoladamente.

Morfologia Bacteriana (M.E.)

Todas as bactérias, com exceção dos micoplasmas,

apresentam uma parede rígida responsável pela forma

da célula e que a protege contra a ruptura. Apesar de

ser rígida e resistente, a parede é permeável, o que

facilita a nutrição da célula.

Uma das formas de classificar as bactérias é em função

da composição da parede bacteriana

A parede das bactérias Gram (+) é simples, formada por

uma espessa camada de peptidioglicano.

A parede das bactérias Gram (-) é mais complexa, pois

além da camada de peptidioglicano ser mais fina que as

Gram (+), apresenta uma camada de lipoproteínas e

outra de lipossacarídeos.

GRAM +Tem uma espessa camada de peptidioglicano (mureína) e duasclasses de ácidos teicoicos: Ácido Lipoteicóico que está nasuperfície, próximo a camada de peptidioglicano e unido amembrana citoplásmática e o da superfície da parede que se unesó a capa de peptidioglicano. O ácido Teicóico é responsavel pelodeterminante antigênico do organismo.

GRAM -Possui fina camada de peptidioglicano(mureína) unida a umamembrana exterior por lipoproteínas. A membrana exterior é feita deptn, fosfolípidio e LPS. No LPS, a porção de lípideo está no interior dofosfolípidio e o polisacárideo (antígeno O) está na superficie. OLipídeo se chama Lipídeo A e é tóxico, mas o LPS inteiro se chamaEndotoxina. A parede da célula possui poros chamados porinas quetransportam substâncias de baixo peso molecular. Entre a membranacitoplasmática e a parede celular há um espaço periplásmico comenzimas hidrolíticas, enzimas inativadoras de antibióticos e ptns detransporte.

Podemos diferenciar as bactérias em 2 grandes

grupos, segundo às propriedades de suas

paredes, através da coloração de GRAM:

Gram (-)

• Aparecem com cor avermelhada ao

microscópio óptico quando

submetidas a coloração e GRAM

Gram (+)

• Aparecem com cor arroxeada ao

microscópio óptico quando

submetidas a coloração e GRAM

Propriedades Tintoriais

•Gram-positivas

•Gram-negativas

•Bacilos álcool ácido resistentes -

BAAR

•Não se coram pelo Gram

Gram-positivas

Gram-negativas BAAR

O Tamanho das bactérias

• As bactérias medem milésimos de milímetro ou

sejam os micrômetros (m), (microscopia ótica)

• Os vírus dimensões inferiores a 0,2 m (limite

de visibilidade do microscópio ótico) não

podem ser observados neste instrumento.

• A maioria das bactérias estudadas em

laboratório medem 0,5 a 1,0 por 2,0 a 5,0 m

Morfologia Colonial

Lisa? Rugosa? Pigmentada? Côncava? Convexa?

Morfologia Colonial

Exigências nutricionais

Autotróficas x Heterotróficas

Provas bioquímicas

Fermentação açúcar Citrato de sódio

Tipagem enzimática: enzimas do metabolismo

Enzimas respiratórias

• Pesquisa da Catalase

Metabolismo glicídico

A maioria das bactérias utiliza os hidratos de carbono

hidrolizando-os até à formação de ácidos com consequente

alteração do pH do meio. Em alguns casos essa hidrólise

conduz à formação de gases.

Pesquisa de coagulase : a presença desta enzima indica

patogenicidade; na presença de plasma, os produtores de coagulase

(como o Staphylococcus aureus) vão desencadear os mecanismos da

coagulação.

Pesquisa de enzimas hidrolíticas: esta prova tem a sua principal

aplicação na caracterização de espécies do género Streptococcus,

alguns dos quais elaboram enzimas hemolíticas

Enzimas extracelulares e toxinas

Sorotipagem

Microrganismos inertes às provas bioquímicas

Microrganismos de cultivo difícil

Fins epidemiológicos

Métodos genotípicos

1. Tamanho do DNA

2. Índice Crioscópico

3. Índice Citosina-Guanina (C+G)

4. Hibridização de DNA

5. Sondas moleculares: 50-100pb

6. Sequenciamento de DNA

7. Ribotipagem: RNAr 16S

8. Análise plasmidial

Nomenclatura binomial

• Atribuição de nomes científicos às espécies.

• Formado por duas palavras – o nome do gênero e o restritivo

específico (adjetivo que qualifica o gênero)

Ex:

Escherichia coli ou Escherichia coli

nome homenageia Theodor Escherich,

coli: lembra que habita o cólon humano ou intestino grosso.

Staphylococcus aureus ou Staphylococcus aureus

Staphylo (tipo de agrupamento) + coccus (forma esférica)

aureus (cor de ouro).

Staphylococcus sp. X Staphylococcus spp.

Fora da árvore Filogenética da

“vida”

Vírus

Vírus ciclo lítico

As bactérias são células procarióticas, possuindo estruturalmente:

• parede celular

• membrana citoplasmática

• citoplasma com numerosos ribossomos

• Núcleo disperso (sem membrana nuclear)

E pode apresentar outras

estruturas como flagelos,

fímbrias, esporos, cápsulas

e também inclusões

citoplasmáticas

Membrana celular ou citoplasmática

• Constituída de lipídeos e proteínas, semelhante a eucarióticos.

• membrana semi-permeável, seletiva, sede de várias enzimas, limita o citoplasma. transporte de íons e metabólitos (ex. enzimas permeases e porinas) também atua em numerosos processos biossintéticos.

Citoplasma com núcleo disperso e numerosos ribossomos

• Uma área citoplasmática , (granular e rica em RNA) Uma área cromatínica ou nuclear, (rica em DNA) e uma porção fluída com nutrientes dissolvidos

• Na área citoplasmática junto com o RNA partículas protéicas, formando corpúsculos com cerca de 20nm de diâmetro ribossomas Estes possuem enzimas que atuam na biossíntese da célula.

• Na área cromatínica temos o cromossoma bacteriano formado por DNA circular.

Flagelos

• Organelas especiais de locomoção responsáveis pela mobilidade bacteriana.

• São representados por longos filamentos ondulados de 3-12m e compostos por subunidades proteicas (flagelina)

Fímbrias

• Também conhecidas como pili são apêndices

filamentosos encontrados em algumas bactérias Gram -,

mais finos, mais curtos e geralmente mais numerosos

que os flagelos, sem papel na mobilidade funções:

• aderência à superfícies

• porta de entrada para material genético na conjugação

bacteriana.

Esporos

• São estruturas de “repouso” altamente resistentes à agentes físicos e químicos, formadas por certas bactérias (Bacillus e Clostridium) composição alto teor de cálcio associado ao ácido dipicolínico.

• A presença do ácido dipicolínico no esporo está relacionado à desidratação, alta resistência e termorresistência.

Cápsulas

• Envoltório viscoso que cerca a parede celular,

• ocorre somente em certas bactérias,

• natureza química, maior parte polissacarídica, é variada, e depende da espécie bacteriana.

• Fornece um envoltório protetor e também pode servir de reservatório de alimentos armazenados e despejo de escória, (????)

• Papel principal: virulência

de algumas bactérias patogênicas

e sua imunogenicidade.

Inclusões Citoplasmáticas

• Em algumas células identificam-se depósitos concentrados de certas substâncias,

• Os grânulos podem conter diferentes materiais, (dependendo da célula em questão).

• ex. grânulos de volutina (metacromáticos) –metafosfatos e polifosfatos

• grânulos de amido, grânulos

polissacarídeos, etc...