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Biologia

Bactérias

William Mira
Publicado por William Mira
Última atualização: 14/9/2018

Introdução

As bactérias são organismos procariontes e, geralmente, unicelulares. Estão presentes em praticamente todos os ecossistemas e são consideradas micro-organismos devido ao seu tamanho, que não costuma ultrapassar poucos micrometros (u).

De acordo com a classificação de Whittaker, as bactérias fazem parte do reino Monera juntamente com as cianobactérias (algas azuis) e arqueas, conhecidas como arqueobactérias de acordo com Whittaker.

A classificação mais atual, proposta por Woese em 1977, divide os seres vivos em três domínios, de acordo com a sua linhagem evolutiva e estrutura celular:

  • Domínio Archaea: composto por procariontes primitivos, como as Archaea ou arqueobactérias propostas por Whittaker;
  • Domínio Bacteria: composto por indivíduos procariontes, como as bactérias e cianobactérias;
  • Domínio Eukaryota: composto por todos os indivíduos eucariontes como animais, plantas, fungos e protozoários.

Estrutura Celular

As bactérias são organismos microscópicos, procariontes e, geralmente, unicelulares, isto é, compostos por uma única célula, com exceção da recém descoberta bactéria Candidatus Magnetoglobus multicellularis, que possui várias células.

A principal característica dos seres procariontes, como as bactérias, é a ausência da carioteca, membrana nuclear que separa o DNA ou material genético do restante do conteúdo celular. A ausência de núcleo organizado coloca o DNA das células procarióticas em contato direto com as demais substâncias contidas no citoplasma.

A região celular em que se concentra maior quantidade de DNA é chamada de nucleóide. O DNA procariótico é circular e muito menor que o DNA de um eucarioto. E além do DNA genômico, as bactérias costumam apresentar DNA complementar, conhecido como plasmídeos, que geralmente conferem resistência e antibióticos.

As células procarióticas também não possuem estruturas membranosas internas, como o retículo endoplasmático e complexo golgiense. Com exceção dos ribossomos, as células procarióticas, dessa forma, não possuem as compartimentos internos conhecidos como organelas celulares.

Quanto às estruturas de membrana, algumas bactérias possuem uma cápsula de polissacarídeo que auxilia na sua proteção frente a outros organismos e substâncias, além de promover a adesão em superfícies. Essa cápsula pode ser formada por exopolissacarídeos (EPS), que possuem importante interesse comercial pelas suas ações antioxidantes, podendo conferir inúmeros benefícios à indústria alimentícia, cosmética etc.

As bactérias possuem uma densa camada de parede celular logo abaixo da cápsula bacteriana (se houver). Também conhecida como membrana esquelética, essa parede celular possui função de conferir resistência e segurança a célula, além de controle osmótico. Ela é constituída de peptideoglicano, um polímero glicídico unido a peptídeos.

Abaixo da parede celular se encontra a membrana plasmática, que se assemelha a qualquer membrana plasmática celular, composta por uma bicamada lipídica com proteínas de membrana. A diferença da membrana plasmática das bactérias e Archaea é a ausência de esteróides, como o colesterol, presentes na membrana plasmática de animais.

A membrana plasmática bacteriana também sofre invaginações no interior celular, formando os mesossomos - que são "membranas internas" onde ocorrem os processos respiração celular para obtenção de ATP e fotossíntese (no caso das bactérias fotossintetizantes).

Os procariontes, de modo geral, também não possuem citoesqueleto. Por isso, é grande a importância dos componentes como a cápsula e a parede celular.

Algumas bactérias ainda possuem projeções para além da parede celular, que lhes conferem habilidades relacionadas a transporte e locomoção:

  • Flagelos: uma espécie de cauda que se rotaciona, permitindo o deslocamento celular em meio aquoso.
  • Fibrias: semelhantes aos cílios celulares, auxiliam na adesão da célula em superfícies e na movimentação celular.
  • Pili: estruturas maiores que as fibrias e que desempenham funções específicas, como a pili sexual, que é semelhante a um canudo no qual a bactéria consegue passar parte do seu material genético (plasmídeos) para outra bactéria.

Bactéria e seus componentes celularesBactéria e seus componentes celulares

Formatos e colônias bacterianas

O formato observado nas células bacterianas é utilizado para classificar esses organismos.

Além do formato da célula, as bactérias podem viver em agrupamentos conhecidos como colônias. As formas dessas colônias também são utilizadas para caracterizar esses indivíduos.

Quanto à forma das células, as bactérias podem ser classificadas em:

  • Cocos: forma esférica. Geralmente encontrados na forma de agregados, como estreptococos, estafilococos etc;
  • Bacilos: forma de bastonete. Exemplo: Lactobacilos (responsáveis pela fermentação do leite) e Rizóbios (bactérias que auxiliam na fixação de nitrogênio em vegetais);
  • Vibrião: forma de vírgula. Ex: vibrio cholerae (bactéria causadora da cólera);
  • Espiral: forma de espiral. Exemplo: Helicobacter pylori (responsável por algumas úlceras, gastrites e até cânceres estomacais) e Treponema pallidum (responsável pela sífilis).

Formato celular das bactériasFormato celular das bactérias

Quanto à agregação bacteriana, apenas bacilos e cocos formam colônias. Estas, podem ser classificadas em:

  • Diplococo: pares de cocos agrupados. Exemplo: Streptococcus pneumoniae (responsável pela pneumonia, podem se apresentar na forma de estreptococos);
  • Estreptococos: cocos agrupados formando algo semelhante a um "colar". Exemplo: Streptococcus pyogenes (responsável por doenças como a faringite bacteriana);
  • Estafilococos: cocos agrupados de forma desorganizada, semelhantes a cachos. Exemplo: Staphylococcus aureus (responsável por vários tipos de infecções);
  • Sarcina: cocos agrupados de forma cúbica, formado por 4 ou 8 cocos simetricamente emparelhados. Exemplo: Sarcina ventriculi (responsável por algumas infecções generalizadas);
  • Diplobacilos: bacilos agrupados em pares.Exemplo: Diplobacillus variabilis;
  • Estreptobacilos: bacilos alinhados em cadeia, formando algo semelhante a um "colar". Exemplo: Bacillus anthracis (causadora da doença de Anthrax).

Agregados bacterianosAgregados bacterianos

Reprodução

As bactérias se reproduzem de forma assexuada, geralmente por fissão binária ou cissiparidade, em que, após a duplicação do material genético pelo processo de replicação, as duas moléculas de DNA circular se fixam em mesossomos diferentes, localizados no interior da célula bacteriana, e então a célula se divide gerando duas células idênticas.

As bactérias também podem realizar processos de recombinação genética entre elas, formando novos indivíduos. A conjugação - ou também chamada de transformação (no caso de indivíduos de espécies diferentes) - é o processo em que uma bactéria fixa sua pili sexual em outra bactéria e ambas trocam seus DNAs plasmidiais.

Desta forma, após o plasmídeo ser duplicado e passado para outra bactéria, passa a expressar suas características, o que pode conferir novas capacidades adaptativas à bactéria que recebeu esse plasmídeo.

Por exemplo, a resistência a um determinado antibiótico localizado no plasmídeo de uma bactéria pode, após sofrer duplicação gerando outro plasmídeo, ser passada para outra bactéria, conferindo-lhe a mesma resistência ao antibiótico da primeira.

Formação de Endósporos

As bactérias, embora façam parte de todos os habitats conhecidos, não possuem as mesmas capacidades das Archaeas de sobreviverem em locais extremos realizando suas funções metabólicas.

Dessa forma, algumas bactérias encontradas em condições adversas e extremas conseguem aumentar sua camada de parede celular, tornando-se mais espessas, além de diminuírem suas funções metabólicas como em um processo de hibernação.

A cápsula de hibernação bacteriana é conhecida como endósporo. Seu processo de formação é chamado de esporolução. O endósporo é capaz de viver em completa inatividade por anos.

Um exemplo dessa capacidade de esporulação das bactérias é encontrada no organismo Clostridium tetani, bactéria causadora do tétano e que pode ficar anos inativa no solo, sendo ativada apenas quando penetrarem no corpo do hospedeiro.

Doenças causadas por bactérias

As bactérias, quando alojadas no corpo humano, podem ser responsáveis por inúmeras enfermidades.

Cólera

  • Bactéria: Vibrio cholerae.
  • Contágio e sintomas: água e alimentos contaminados por cepas da bactéria são ingeridos e a bactéria se aloja no intestino, provocando a produção de secreção de líquidos que gera vômitos e diarreia, levando o indivíduo a desidratação.
  • Tratamento: administração de fluidos perdidos através da ingestão de soro fisiológico para reidratação do indivíduo.

Gonorréia

  • Bactéria: Neisseria gonorrhoeae.
  • Contágio e sintomas: geralmente transmitida por contato sexual. Por isso, é considerada, portanto, uma doença sexualmente transmissível. O principal sintoma é a infecção local (uretra no caso de indivíduos do sexo biológico masculino e do colo do útero em indivíduos do sexo biológico feminino).
  • Tratamento: administração de antibiótico em dose única.

Hanseníase

  • Bactéria: Mycobacterium leprae.
  • Contágio e sintomas: chamada popularmente por lepra, a transmissão da doença ocorre pelo contato direto de indivíduos saudáveis com indivíduos contaminados (por mucosas e feridas). A principal característica da doença são as manchas e feridas cutâneas.
  • Tratamento: administração de medicamentos em um período de até um ano após o diagnóstico.

Leptospirose

  • Bactéria: Leptospira interrogans.
  • Contágio e sintomas: a doença é transmitida através do contato com a urina de animais contaminados. Pode ser assintomática ou apresentar sintomas como calafrios, dores de cabeça e muscular, hemorragias e até a morte.
  • Tratamento: administração de antibióticos e hidratação do paciente. Não é recomendado o uso de aspirina (ácido acetilsalicílico) por aumentar o risco de sangramentos.

Pneumonia

  • Bactéria: Streptococcus pneumoniae.
  • Contágio e sintomas: inicialmente, pode ser confundida por gripe ou resfriado. Os principais sintomas são febre alta, falta de apetite, dores de cabeça, suor intenso, calafrios, dor no tórax, tosse, dor de garganta e respiração ofegante. A doença ocorre por infecção dos alvéolos responsáveis pelas trocas gasosas no pulmão.
  • Tratamento: administração de antibióticos e ingestão de líquidos para a hidratação do paciente.

Tétano

  • Bactéria: Clostridium tetani.
  • Contágio e sintomas: a doença é transmitida através do contato direto com esporos da bactéria, que pode estar presente no solo ou em objetos enferrujados, sendo ativada quando em contato com feridas ou cortes do indivíduo. Os principais sintomas são febre, dores musculares e, se não tratada, pode gerar paralisia total dos músculos respiratórios, levando à morte por asfixia.
  • Tratamento: a vacinação obrigatória é a principal forma de evitar a doença.

Tuberculose

  • Bactéria: Mycobacterium tuberculosis.
  • Contágio e sintomas: a transmissão se dá pelo contato direto com a bactéria presente em organismos infectados. São secretadas pela saliva, mucosas, respiração etc. Pode se dar pelo uso de objetos contaminados. Em locais fechados e com pouca ventilação, a possibilidade de infecção é maior. Os principais sintomas da doença são falta de apetite, fadiga, emagrecimento, sudorese e tosse com sangue. Em casos mais graves pode ocorrer hemorragias.
  • Tratamento: administração de medicamentos de dois a seis meses.

Sífilis

  • Bactéria: Treponema pallidum.
  • Contágio e sintomas: outra doença sexualmente transmissível. Sintomas podem ser divididos em três estágios. O primeiro estágio é marcado por aparecimento de manchas na pele. O segundo estágio é marcado por manchas nas regiões da palma da mão e da planta do pé. O terceiro estágio é marcado pela destruição dos tecidos infectados através de lesões cutâneas, cardiovasculares e neurológicas, podendo provocar convulsões e paralisias que podem levar o indivíduo à morte.
  • Tratamento: administração de antibióticos como a benzatina e tetraciclina.

A importância das bactérias

Nem só por doenças as bactérias são conhecidas. Esses organismos são importantes em diversos setores de interesses biotecnológicos.

  • Ecológica: as bactérias estão relacionadas com a fixação do nitrogênio por vegetais, além de aumentar sua disponibilidade no solo. Assim, são fundamentais no Ciclo do Nitrogênio. Também desempenham funções na disponibilidade de outros nutrientes, como ferro, enxofre e compostos orgânicos que deixam o solo mais rico e nutritivo.
  • Industrial: são utilizadas na indústria biotecnológica em processos fermentativos, como na produção de vinhos, cervejas, pães, queijos, iogurtes, vinagre, etanol e biocombustíveis.
  • Saúde: são utilizadas para a produção de antibióticos, vitaminas e hormônios como a insulina, através da técnica do DNA recombinante, que introduz genes de outras espécies nos plasmídeos bacterianos.
  • Ambiental: as bactérias podem ser utilizadas em ambientes poluídos, como por metais pesados. As bactérias introduzidas nesses ambientes absorvem os compostos tóxicos, metabolizando-os e descontaminando o ambiente. Esse processo é chamado de Biorremediação.

Exercícios

Exercício 1
(FUVEST/2008)

As estruturas presentes em uma célula vegetal, porém ausentes em uma bactéria, são:

Ilustração: Rapaz corpulento de camiseta, short e tênis acenando

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