Reino Monera

As bactérias constituem um grupo de seres vivos muito antigo. Foram encontrados fósseis de cerca de 3,5 bilhões de anos. Existem evidências de que os organismos procariontes primitivos foram os ancestrais de todas as formas que encontramos hoje na Terra, incluindo os procariontes atuais e os eucariontes, seres que têm células complexas e com organelas membranosas no citoplasma.

A investigação sobre a natureza e funcionamento molecular dos ácidos nucleicos das bactérias nos permite dividí-las em dois grandes grupos: as arqueobactérias e as eubactérias. Estas denominações derivam dos elementos gregos arqueo, "antigo", e eu, "verdadeiro". Estudos mostram que há três bilhões de anos houve a formação de duas linhagens de bactérias, a partir de um grupo comum: surgiu uma linhagem que originou as eubactérias e uma outra linhagem que originou as arqueobactérias.

As arqueobactérias

As características deste grupo são o resultado das poucas modificações que sofreram os procariontes primitivos que originaram este tipo de bactérias.

Atualmente, há poucas espécies de arqueobactérias. Estas são heterotróficas anaeróbicas e vivem em locais restritos, onde as condições ambientais são inadequadas para outros seres vivos.

Há as arqueobactérias halófilas (do grego halos, "sal" e philos "amigo") que vivem em ambientes muito salinos como o Mar Morto, as termo acidófilas, que habitam fontes termais ácidas onde a temperatura varia de 60o a 80o C. Como exemplo de termo acidófilas temos as sulfobactérias que obtêm energia oxidando o enxofre.

Existem ainda as arqueobactérias metano gênicas que vivem em regiões alagadas (pântanos) e no interior do tubo digestivo de insetos como cupins, e também no trato digestivo de animais herbívoros. Estas bactérias produzem o gás metano. As bactérias metano gênicas são estritamente anaeróbicas, - o oxigênio é venenoso para elas.

As Eubactérias

Este grupo de procariontes têm uma grande diversidade metabólica. Ocorrem diferentes formas de células e tipos de colônias celulares. Nestas colônias não há divisão de trabalho entre as células.

As eubactérias habitam o solo, a superfície das águas e os tecidos de outros organismos vivos ou em decomposição. As eubactérias mais comuns e melhor estudadas são as da espécie Escherichia coli (pronúncia: "esqueríquia cóli").

Outras eubactérias importantes são as cianobactérias , que possuem um extenso sistema de membranas internas contendo pigmentos fotossintetizantes. Antigamente as cianobactérias eram chamadas de algas verdes-azuis ou cianofíceas.

Assim como todos os seres deste grupo, é formada por uma célula procarionte (desprovida de membrana nuclear). Por não apresentar o envoltório protetor do núcleo, o material genético (cromatina), constituído por uma única molécula de DNA (ácido desoxirribonucleico), encontra-se disperso no citoplasma. Apresenta membrana plasmática recoberta e protegida pela parede celular, de consistência gelatinosa. As bactérias causam várias doenças infecciosas . A transmissão pode ser feita pelo ar ou por contato direto (gotículas de saliva ou muco) ou indireto.

Pequenas, em geral 1µm. Possuem membrana plasmática e membrana esquelética (= muco complexa) e ainda podem ter uma cápsula protetora gelatinosa como nos pneumococos.

Muitas bactérias apresentam movimentos usando estruturas semelhantes aos flagelos.

Distribuição das bactérias na natureza

As bactérias são encontrados em quase toda a natureza: solo, superfície, altas camadas atmosféricas, rios, lagos, profundezas oceânicas e montanhas elevadas. São mais abundantes quando encontram matéria orgânica, umidade e temperatura favoráveis para sua multiplicação. As condições que favorecem a sobrevivência e o crescimento de muitos microrganismos são as que, normalmente, envolvem o homem, pelo que é inevitável que vivamos entre uma multidão deles; encontra-se no ar que respiramos, no alimento que ingerimos, na superfície do nosso corpo, na boca, nariz e outras cavidades do corpo, no aparelho digestivo. No geral entretanto a maior parte deles é a inócua ao homem, ao passo que ele dispõe de meios para resistir à invasão dos que podem ser prejudiciais.

Importância ecológica e econômica das bactérias

As bactérias como organismos decompositores: após morrerem, animais, plantas e outros seres são decompostos por fungos e bactérias. Não só o corpo sem vida pode ser decomposto, mas também dejetos e secreções como urina, fezes são processados por bactérias. Estes organismos degradam a matéria orgânica sem vida em moléculas simples que são liberadas no ambiente e podem ser novamente utilizadas por outros seres. A atividade dos organismos decompositores é indispensável e essencial para a reciclagem de elementos químicos, como o nitrogênio, no nosso planeta.

Bactérias e Biotecnologia

A indústria de laticínios vale-se das bactérias Lactobacillus e Streptococcus para a produção de queijos, iogurtes e requeijão. Na fabricação de vinagre são usadas bactérias do gênero Acetobacter que transformam o etanol do vinho em ácido acético. Bactérias do gênero Corynebacterium são utilizadas na produção do ácido glutâmico (um aminoácido). Esta substância é utilizada em temperos para acentuar o sabor dos alimentos.

Atualmente, também se usam as bactérias para a produção de antibióticos e vitaminas. O antibiótico neomicina é produzido por células do gênero Streptomyces.

A indústria química igualmente vale-se das bactérias para produzir substâncias como o metanol, butanol, acetona.

A tecnologia do ADN recombinante, também denominada "Engenharia Genética", tem nos permitido alterar geneticamente certas bactérias fazendo-as nos produzir substâncias economicamente interessantes, como insulina humana produzida por estes organismos procariontes geneticamente modificados.

As bactérias podem decompor aeróbica ou anaerobicamente matéria orgânica. Quando em um lago ou rio existe uma grande quantidade de substâncias orgânicas, como esgoto, por exemplo e não há suficiente oxigenação desta massa de água, acontece a decomposição anaeróbica ou putrefação. Neste processo ocorre a produção de gases malcheirosos e podemos observá-lo em rios poluídos. Mas o homem pode promover a decomposição aeróbica de matéria orgânica em estações de tratamento de esgoto. Neste caso, produz-se aeração do esgoto, aumentando a quantidade de oxigênio dissolvido na água, assim entram em ação as bactérias aeróbicas que causam o processo de biodegradação do esgoto. Este sistema é conhecido como "lodo ativado". As bactérias anaeróbicas metano gênicas também ser utilizadas para a biodigestão de matéria orgânica de esgotos e lixo doméstico em tanques chamados biodigestores.

Bactérias Patogênicas

Muitas doenças humanas são causadas por bactérias patogênicas (do grego pathos, "doença" e genesis, "que gera"). A maioria das patologias por bactérias é causada pelas substâncias que as bactérias sintetizam. Muitas destas substâncias são componentes do envoltório externo da célula bacteriana. A descoberta que muitas doenças são causadas por bactérias foi feita no século XIX. E disto decorre a importância dos hábitos de higiene para evitar muitas doenças. As medidas de higiene e esterilização de materiais de hospital reduziram em muito a mortalidade infantil e propiciaram um aumento no tempo médio de vida da população. Ultimamente, com o desenvolvimento dos antibióticos, podemos curar a maioria das doenças de origem bacteriana. Mas o uso dos antibióticos deve ser racional e muito bem controlado, pois o abuso de sua utilização pode favorecer o estabelecimento de linhagens bacterianas resistentes.

Estrutura

Estruturas Bacterianas

O exame de uma célula bacteriana revela certas estruturas definidas tanto dentro como fora da parede celular. Algumas das estruturas se restringem a certas espécies, porém certas estruturas ou partes como a parede celular e o citoplasma são comuns a todas as células na natureza. Segue-se a descrição das estruturas mais facilmente observadas nas bactérias.

Flagelos

Os apêndices filiformes, extremamente delgados, que sobressaem através da parede celular, e se originam, pelo que parece, numa formação granular situada imediatamente abaixo da parede, no citoplasma, se denominam flagelos. De um modo geral, o comprimento do flagelo é varias vezes o comprimento da célula, porém o seu diâmetro é uma pequena fração do diâmetro da célula. Nem todas as bactérias possuem flagelos. Das bactérias pertencentes a ordem Eubacteriales, pode-se dizer, de um modo geral, que muitas espécies de bacilos possuem flagelos, porém estes raras vezes se encontram nos cocos. Naturalmente, esta generalização apresenta exceções.

Os flagelos são muito pequenos para serem vistos ao natural com microscópio ótico. Sem dúvida, com processos especiais de coloração que empregam mordentes, é possível aumentar o diâmetro dos flagelos tornando-se visíveis.

A observação dos flagelos sem coloração prévia pode ser feita mediante o uso do microscópio eletrônico. Na verdade, muitos detalhes da estrutura dos flagelos forma descobertos por este método.

A análise química dos flagelos sugere que são constituídos por uma única proteína homogênea, que se tem chamado de flagelina.

Como a motilidade das bactérias se deve aos flagelos e nem todas as bactérias são flageladas, deduz-se que existem espécies móveis e espécies não móveis. Não se conhece, exatamente, o mecanismo pelo qual os flagelos induzem um movimento as células bacterianas, mas supõe-se que as cadeias da proteína macromolecular se contraiam e se relaxem alternadamente de modo algo semelhante como o fazem as fibras musculares, produzindo desta forma um movimento ondulado que arrasta ou impele a bactéria.

Os flagelos se movem com uma velocidade muito elevada, permitindo que as bactérias possam deslocar-se por uma distância equivalente a muitas vezes o seu comprimento num período de um segundo.

A motilidade pode ser facilmente observada, através do exame microscópio, em preparações de gota pendente.

Fímbrias

Muitas bactérias possuem apêndices filamentos diferentes dos flagelos. Este apêndices, denominados fímbrias, são menores, mais curtos e mais numerosos que os flagelos. As fímbrias só podem ser vistas com o auxílio do microscópio eletrônico. Estas são encontradas tanto em bactérias como também naquelas que não possuem movimento, portanto não tem função motora. Supõem-se que elas sirvam como órgãos de aderência. Tem-se observado que algumas raças bacterianas possuem fímbrias que tem propriedades adesivas para células animais e vegetais, como também para superfície inertes, como o vidro ou a celulose. Esta capacidade de aderência das fímbrias pode ser importantes para a ecologia bacteriana em seu meio natural, porque permite a fixação da bactéria ao tecidos de que extraem elementos nutritivos.

Cápsulas

Algumas células bacterianas acham-se rodeadas de uma substância viscosa, que forma uma capa que cobre ou envolve a célula. Esta formação se denomina cápsula.

Nem todas as espécies bacterianas produzem cápsulas facilmente observáveis, e a espessura da mesma é semelhante influenciada pela composição do meio em que cresce a bactéria.

Para o químico, a matéria capsular oferece alguns compostos interessantes e pouco freqüentes. A maior parte destes compostos são polissacarídeos, porém se encontram também muitas outras classes de substância, sendo cada uma delas características de determinadas espécies. Os polissacarídeos são de vários tipos, e entre eles temos a dextrina e a celulose.

Parede Celular

Debaixo das substâncias extracelulares , como o são as cápsula, e na periferia de uma membrana delicada que está em contato direto com o citoplasma, se encontra a parede celular, que é uma estrutura rígida que dá forma à célula. A rigidez da parede celular é facilmente demonstrada, quando se submete as bactérias a condições físicas rigorosas, tais como pressões osmótica quer muito baixas quer elevadas, ou temperaturas inferiores à de congelação seguido de descongelamento rápido, apesar disto conservando a sua forma original As paredes celulares podem ser destruídas, no entanto em condições especiais.

A espessura da parede celular tem sido calculada como sendo de 10 a 25/um, ou seja, 100 a 250. Parece que a resistência da parede celular é essencial para o desenvolvimento e divisão da bactéria. Alguns constituintes importantes das paredes celulares são os aminoácidos açúcares e lipídios. As proteínas, carboidratos e lipídios formam um polímero complexo que constitui a parede celular.

Nas paredes celulares das bactérias, foram encontradas substâncias antes desconhecidas.

Pode-se supor que a função da parede celular seja a de uma armação rígida que retenha e proteja os protoplasmáticos das perturbações osmóticas.

Membrana Plasmática

Imediatamente abaixo da membrana celular, existe uma membrana fina que se denomina de membrana citoplasmática. As estimativas da espessura da membrana, baseada em observações feita com o microscópio eletrônico, são de que ela seja da ordem de 50 A.

A membrana citoplasmática tem uma função muito importante. Ela é uma membrana semipermeável, controlando a mesma, a entrada de elementos nutritivos para o interior da célula e saída dos produtos de metabolismo.

Citoplasma

Material celular contido no interior da membrana citoplasmática, pode ser dividido da seguinte maneira: região citoplasmática, de aparência granular, a qual é rica em DNA; a parte líquida que contém os elementos nutritivos dissolvidos. O RNA, combinando-se com proteínas, formam partículas ou corpúsculos macromoleculares de uns 200 A de diâmetro, que formam uma massa densa e compacta em todo citoplasma. As partículas de RNA-proteína são denominados ribossomos. A fração ribossômica das células bacterianas contém numerosas enzimas, principalmente aqueles envolvidos na síntese das proteínas.

Inclusões citoplasmáticas - Em algumas células, podem-se comprovar a presença de depósitos concentrados de certas substâncias, como também de vacúolos.

Em muitas bactérias se encontram grânulos metacromáticos. Muitas bactérias contém também gotas de lipídios, que aparecem como glóbulos muito refringentes. Também podem ser encontrados grânulos de polissacarídeos como o amido e glicogênio.

Esporos

São estrutura de resistência encontradas em bactérias. A velha ideia de que o processo de formação de esporo é a reação a condição desfavoráveis, é negada, uma vez que a simples seca não promove esporulação nem tão pouco organismo aeróbicos esporulam na ausência de oxigênio. Em parte a esporulação é função da nutrição e idade, contanto algumas culturas de bacillus parecem Ter no mínimo uns poucos esporos presentes durante todo o tempo.

Núcleo

Observações do núcleo com o microscópio eletrônico suportam a ideia de que sua forma é varia. Infelizmente, o núcleo não é denso e se mostra como uma área clara sem forma, próxima ao meio da célula

TAMANHO

Apesar do pequeno tamanho das bactérias, é possível medir as dimensões com relativa facilidade e exatidão.

A unidade de medida para as bactérias é a micra (mm ) que equivale a 1/1.000 mm. A maioria das bactérias mede aproximadamente 0,5 a 1,0 por 2,0 a 5,º

É difícil conceber o tamanho de uma micra (mm ). Geralmente, as bactérias são observadas ao microscópio com um aumento de 1.000 vezes, e se a título de comparação ampliarmos o tamanho de uma mosca comum pelo mesmo número de vezes, esta teria mais de 9 metros de comprimento.

Uma conseqüência do pequeno tamanho das bactérias é a relação muito grande existente entre a área superficial e o volume. Por isso, no caso de células bacterianas, uma superfície muito grande em contato direto com as substâncias que rodeiam, o que explica em parte a rapidez com que as bactérias realizam transformações profundas no meio.

As bactérias podem ser classificadas por várias características:

O Método de coloração de Gram

Um dos principais métodos de identificação de bactérias é a coloração que foi desenvolvida pelo médico dinamarquês Hans Christian Gram (1853-1938).

A técnica de Gram consiste em espalhar e secar as bactérias em uma lâmina de microscopia e corá-las com violeta de genciana e iodo. Após, lava-se a lâmina com álcool e corada com fucsina, que possui cor-de-rosa. Vistas ao microscópio, certas bactérias coram-se de violeta, enquanto outras ficam coradas de rosa. As que ficam violeta são denominadas Gram+ (Gram positivas) e as que têm coloração rosa são as Gram- (Gram negativas).

Os alternativos resultados de coloração se devem às diferenças de composição química das paredes bacterianas. As Gram- não retêm o corante violeta, corando-se só de rosa. Já as Gram+ fixam a violeta de genciana, tornando dessa cor. O método de identificação microscópico de Gram é valioso, pois as bactérias Gram- são mais perigosas tendo paredes menos permeáveis aos antibióticos, o que dificulta a ação farmacológica destas substâncias.

Aerobiose

Existem bactérias aeróbias estritas (só vivem com oxigênio), facultativas (vivem com ou sem oxigênio), aerotolerantes (não usam oxigênio mas suportam-no) e anaeróbias estritas (só vivem na ausência de oxigênio).

Nutrição

AUTÓTROFAS

Fotossíntese ou quimiossíntese

HETERÓTROFAS

Saprófitas = decomposição por enzimas, da matéria orgânica “morta” (PUTREFAÇÃO): “reciclagem" de sais ...

Fermentação = ausência de oxigênio : álcool; vinagre; coalhada; queijos (“cura”)...

Mutualismo = “nódulos” de raízes de leguminosas (feijão, ervilha) (ciclo do nitrogênio)

Parasitas = patogênicas (doenças)

Algumas espécies, para melhor desenvolverem as funções de nutrição e proteção, podem apresentar-se em agrupamentos celulares (colônias). Muito resistentes a variações de temperatura e também a agentes químicos, algumas bactérias apresentam filamentos móveis chamados flagelos, para a locomoção.

cocos: bactérias arredondadas, mais ou menos globosas
bacilos: possuem a forma de bastonetes
espirilos: assemelham-se a uma espiral ou saca-rolha
vibrião: é um caso especial de espirilo, assemelhando-se a um segmento da espiral, ou a uma vírgula

Forma

Bactérias esféricas (cocos), em forma de bastonete (bacilos), em forma espiraladas (espirilos), em forma de vírgula (vibriões). Cocos podem ser nomeados por seus agrupamentos: estafilococos (como cachos de uva) e estreptococos (como colares de contas). Os agrupamentos podem ser aos pares (diplococos), em forma de colar (estreptococos) ou de cacho de uva (estafilococos).

Reprodução

Reprodução assexuada

As bactérias reproduzem-se mais freqüentemente por um processo assexuado denominado divisão binária ou cissiparidade.

Em uma célula inicial, ocorre a duplicação do material hereditário, que está ligado ao mesossomo (reentrância da membrana plasmática). A célula começa a crescer e os mesossomos afastam-se, levando consigo um cromossomo. Logo após, a célula se divide, dando origem a duas células-filhas com a mesma bagagem hereditária da célula-mãe. O processo dura aproximadamente 20 minutos.

Reprodução sexuada

Conjugação bacteriana

Na conjugação bacteriana duas bactérias unem-se temporariamente através de uma ponte citoplasmática. Em uma das células, denominada "doadora" ou "macho", ocorre a duplicação de parte do cromossomo. Essa parte duplicada separa-se e, através da ponte citoplasmática, passa para outra célula, denominada "receptora" ou fêmea", unindo-se ao cromossomo dessa célula receptora. Esta ficará, então, com constituição genética diferente daquela das duas células iniciais. Essa bactéria "recombinante" pode apresentar divisão binária, dando origem a outras células iguais a ela.

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Como regra geral, em qualquer mecanismo de recombinação gênica nas bactérias, somente uma fração do cromossomo da bactéria doadora é transferida para a bactéria receptora. A fração doada corresponde a uma porção duplicada do cromossomo.

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Transformação

Griffith (pneumococos) = de pedaços de DNA de “bactéria estranha”, dispersos no meio, algum é incorporado, em condições especiais e a bactéria passa a exibir o fenótipo (característica) da “doadora”. Os cientistas têm utilizado a transformação como uma técnica de Engenharia Genética, para introduzir genes de diferentes espécies em células bacterianas (bactérias transgênicas).

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Fonte: www.biomania.com.br