Bactérias

As bactérias são os organismos vivos mais antigos da terra.

São todas procariontes. São portanto,  unicelulares e são estruturalmente os mais simples e menores seres vivos existentes no planeta.

Os procariontes não possuem envoltório nuclear limitando o seu DNA.

O seu material genético está disperso no citoplasma. Além do DNA principal possuem fragmentos de DNA circular não cromossômico denominados plasmídeos.

Também não possuem citoesqueleto.

Seu tamanho reduzido talvez se deva a não existência de compartimentação interna através de um sistema de endomembranas como ocorre nos eucariotos.

Apesar da simplicidade no que diz respeito à sua estrutura as bactérias são muito diversificadas e complexas do ponto de vista bioquímico e metabólico.

Por isso são muito adaptadas aos variados ambientes da terra desde os mais quentes como as termófilas, passando pelos ambientes temperados até os mais frios.

As bactérias também possuem uma membrana plasmática trilaminar  como os eucariotos onde existem moléculas proteicas receptoras ou captadores de nutrientes.

Também apresentam proteínas trans membrana responsáveis pelo transporte de substâncias, proteínas integrais e componentes da cadeia respiratória que são análogos aos existentes na membrana interna das mitocôndrias das células dos seres mais complexos.

Externamente à membrana, as bactérias possuem uma parede celular rígida que confere forma a estes organismos e os protege contra rupturas e penetração de agentes nocivos à eles.

A parede celular é permeável apesar de muito resistente, permitindo a nutrição e a eliminação de metabólitos.

Na parede celular estão localizadas moléculas antigênicas. Essas moléculas são capazes de desencadear uma resposta imunológica pelos organismos atacados por elas.

As reações dos antígenos com os anticorpos produzidos pelo sistema de defesa permitem a identificação das bactérias.

As bactérias podem ser gram positivas ou gram negativas conforme reagem a coloração de Gram.

As que se coram em roxo são gram positivas. As que não retém a cor roxa são as gram negativas.

O que determina essa diferença de coloração são as propriedades e a estrutura de suas paredes celulares.

As paredes celulares das Gram positivas são mais simples constituídas apenas de uma espessa camada de peptideoglicanos que são compostos de aminoácidos ligados à hidratos de carbono.

São os compostos de peptideoglicanos que são responsáveis pela resistência e pela rigidez da parede celular de todas as bactérias.

As gram negativas possuem paredes celulares muito mais complexas.

Apesar de possuírem também uma camada de peptideoglicanos, esta é muito mais fina.

Em seguida possuem uma camada de lipoproteínas. Logo após vem uma membrana externa trilaminar, também em mosaico fluido, e por último uma camada de lipopolissacarideos (LPS) impermeável, com funções altamente protetoras resistente à enzimas hidrolíticas sais biliares e outras substâncias deletérias.

A membrana externa das gram negativas possui ainda moléculas proteicas que formam canais de condução de substâncias diversas como aminoácidos e carboidratos.

Algumas bactérias tanto gram positivas como gram negativas podem ter ainda mais externamente uma cápsula de consistência mucosa com espessura e constituição molecular variadas.

A cápsula normalmente apresenta também antígenos potentes. A existência ou não da cápsula não está relacionada à patogenicidade da bactéria, mas ela confere resistência a fagocitose e ao trabalho de outros componentes do sistema de defesa dos organismos que ataca.

O citoplasma das bactérias possui também poucos ribossomos que se prendem a moléculas de RNA mensageiro formando polirribossomos. Possui ainda grânulos com material de reserva, não envoltos em membranas.

Nesses grânulos são acumulados ácidos hidroxibutíricos e ainda amido e glicogênio que são usados como fonte de carbono para síntese de proteínas e ácidos nucleicos nos momentos em que o nitrogênio está presente em quantidades adequadas à construção dessas moléculas.

As bactérias fotossintéticas possuem um pigmento captador de luz solar localizado em lamelas paralelas próximas à membrana plasmática podendo-se dobrar formando corpúsculos isolados.

As bactérias fotossintetizantes que vivem na água possuem vesículas de gás cilíndricas que controlam a flutuação para sua localização em profundidades ideais onde existe abundância de luz e nutrientes.

Essas vesículas são limitadas por membranas proteicas diferentes das demais membranas que são de constituição lipídica.

Metabolicamente as bactérias podem ser fototróficas se a luz solar é a sua fonte de energia ou quimiotróficas se sua fonte energia for um composto químico.

Neste último caso podem ser ainda quimiolitotróficas se o composto químico utilizado no metabolismo for inorgânico ou quimiorganotróficas se o composto fornecedor de energia for de natureza orgânica.

As bactérias quimiorganotróficas aeróbias oxidam hidratos de carbono lipídios e proteínas em presença de oxigênio obtendo assim do metabolismo aeróbio sua energia.

Mas existem também aquelas bactérias quimiorganotróficas que obtém energia pelo metabolismo anaeróbio através da fermentação de carboidratos.

Ainda quanto ao metabolismo as bactérias anaeróbias facultativas podem utilizar os dois processos de metabolismo para obtenção de energia.

As bactérias apresentam em sua superfície prolongamentos de três tipos, os cílios e flagelos órgãos de locomoção e as fimbrias órgãos associados a sua aderência às células dos organismos agredidos por elas, com relevante papel na sua patogenicidade.

Entretanto as fimbrias podem ser também de natureza reprodutiva onde no processo de conjugação,  é realizada a transposição de DNA unidirecionalmente da bactéria doadora para uma receptora através de comunicações citoplasmáticas que se formam após a fixação de uma bactéria à outra através destes apêndices celulares presentes apenas nas doadoras do material genético.

A multiplicação bacteriana ocorre por fissão que é um processo de invaginação onde a célula se dobra para o seu interior até ocorrer a sua separação em duas células filhas.

As trocas gênicas entre as bactérias podem ocorrer de três formas.

Pela transformação o material genético oriundo do rompimento de uma bactéria ou várias, presente no meio de cultura, é captado por outras.

Na conjugação como já foi dito, o material genético é transferido de uma bactéria doadora para outra receptora através de comunicações citoplasmáticas geradas entre as duas após a fixação pela formação de fimbrias nas cepas doadoras.

As fimbrias sexuais surgem pela codificação de genes presentes nos plasmídeos que são moléculas de DNA circular não cromossômico.

A transdução é o processo de trocas gênicas onde a informação Genética é transmitida através de um vírus chamado bacteriófago que leva o DNA de uma bactéria à outra ao infectá-la.

As bactérias autotróficas além da clorofila possuem pigmentos de ficobilinas azuis (ficocianinas) ou ficobilinas vermelhas (ficoeritrinas) como as mais comuns presentes nas cianobactérias ou cianofíceas ou algas azuis como são chamadas.

Ambos os pigmentos aumentam o espectro de utilização da luz solar, ao transferir a energia absorvida por elas para as membranas contendo clorofila onde se realiza a fotossíntese.

As cianobactérias não possuem nem cílios nem flagelos e sua movimentação se dá pela secreção de material viscoso externamente às suas paredes celulares que permite que elas deslizem ou escorreguem no meio.

Os plasmídeos não são essenciais para a vida das bactérias, mas podem dotá-las de adaptações favoráveis à sua sobrevivência em ambientes inóspitos.

Os plasmídeos podem possuir genes que codificam proteínas que as tornam capazes de degradar moléculas tóxicas contidas no petróleo ou neutralizar efeitos do mercúrio e outros metais pesados sendo usados na bio remediação de ecossistemas poluídos.

Embora sejam mais comuns em procariotos, os plasmídeos podem ser encontrados também em leveduras, protozoários e algumas células vegetais.

Finalmente as bactérias patogênicas podem conter como componentes de sua estrutura ou liberarem para o meio, substâncias tóxicas. Existem dois tipos de toxinas bacterianas.

As endotoxinas são parte integrante das paredes celulares das bactérias gram negativas e são liberadas principalmente quando elas morrem. São os lipopolissacarídeos da parede bacteriana, possuem toxidade moderada, resistem mais ao aquecimento por serem mais estáveis e não foi constatada sua ligação com receptores. Geralmente o sintoma da presença destas toxinas liberadas nos organismos infectados é a febre alta.

As exotoxinas são substâncias deletéreas que são secretadas por bactérias tanto gram positivas como gram negativas. São polipeptídeos que atingem altas concentrações nos organismos infectados, são altamente tóxicas mesmo em pequenas quantidades, porém são instáveis, perdendo sua atividade pelo aquecimento acima de 60° C. Ligam-se a receptores de membrana e não causam febre.

Três exemplos de exotoxinas perigosas são as causadoras do tétano,  do botulismo e do cólera.