Em formação

6: Bactérias - Estruturas de superfície - Biologia


Camadas fora da parede celular

O que aprendemos até agora, em termos de camadas celulares? Todas as células possuem uma membrana celular. Eles seriam encontrados fora da membrana celular e da parede celular, se presentes.

Cápsula

Uma bactéria cápsula é uma camada de polissacarídeo que envolve completamente a célula. É bem organizado e bem embalado, o que explica sua resistência à coloração ao microscópio. A cápsula oferece proteção contra uma variedade de ameaças diferentes à célula, como dessecação, materiais tóxicos hidrofóbicos (ou seja, detergentes) e vírus bacterianos. A cápsula pode aumentar a capacidade de patógenos bacterianos de causar doenças e pode fornecer proteção contra fagocitose (engulfment por glóbulos brancos conhecidos como fagócitos). Por último, pode ajudar na fixação às superfícies.

Camada Slime

Uma bactéria camada de lodo é semelhante à cápsula no sentido de que é tipicamente composta de polissacarídeos e envolve completamente a célula. Ele também oferece proteção contra várias ameaças, como dessecação e antibióticos. Também pode permitir a aderência às superfícies. Então, como ele difere da cápsula? Uma camada de limo é uma camada solta e desorganizada que é facilmente removida da célula que a formou, ao contrário de uma cápsula que se integra firmemente em torno da parede celular bacteriana.

Assassino

Algumas bactérias têm uma camada altamente organizada feita de proteínas ou glicoproteínas secretadas que se auto-organizam em uma matriz na parte externa da parede celular. Este é regularmente estruturado Assassino está ancorado na parede celular, embora não seja considerado oficialmente parte da parede celular em bactérias. As camadas S têm papéis muito importantes para as bactérias que as possuem, particularmente nas áreas de crescimento e sobrevivência e integridade celular.

As camadas S ajudam a manter a rigidez geral da parede celular e das camadas superficiais, bem como a forma da célula, que são importantes para a reprodução. As camadas S protegem a célula de mudanças de íon / pH, estresse osmótico, enzimas prejudiciais, vírus bacterianos e bactérias predadoras. Eles podem fornecer adesão celular a outras células ou superfícies. Para bactérias patogênicas, eles podem fornecer proteção contra fagocitose.

Estruturas fora da parede celular

As bactérias também podem ter estruturas fora da parede celular, muitas vezes ligadas à parede celular e / ou membrana celular. Os blocos de construção para essas estruturas são normalmente feitos dentro da célula e, em seguida, secretados através da membrana celular e da parede celular, para serem montados na parte externa da célula.

Fimbriae (sing. Fímbria)

Fimbriae são apêndices filamentosos finos que se estendem da célula, geralmente na casa das dezenas ou centenas. Eles são compostos por Pilin proteínas e são usados ​​pela célula para se anexar a superfícies. Eles podem ser particularmente importantes para bactérias patogênicas, que os usam para se anexar aos tecidos do hospedeiro.

Pili (sing. Pilin)

Pili são muito semelhantes às fímbrias (alguns livros-texto usam os termos alternadamente), pois são apêndices filamentosos finos que se estendem da célula e são feitos de proteínas pilinas. Pili também pode ser usado para fixação, tanto em superfícies quanto em células hospedeiras, como o Neisseria gonorréia células que usam seus pili para agarrar células de esperma, para passagem para o próximo hospedeiro humano. Então, por que alguns pesquisadores se incomodariam em diferenciar entre fímbrias e pili?

Pili são normalmente mais longos que as fímbrias, com apenas 1-2 presentes em cada célula, mas isso dificilmente parece suficiente para separar as duas estruturas. Na verdade, tudo se resume ao fato de que alguns pili específicos participam de funções além do apego. o pili conjugativo participar do processo conhecido como conjugação, que permite a transferência de um pequeno pedaço de DNA de uma célula doadora para uma célula receptora. o pili tipo IV desempenham um papel em um tipo incomum de mobilidade conhecido como motilidade espasmódica, onde um pilus se fixa a uma superfície sólida e então se contrai, puxando a bactéria para a frente em um movimento brusco.

Flagelos (sing. Flagelo)

A motilidade bacteriana é normalmente fornecida por estruturas conhecidas como flagelo. O flagelo bacteriano difere em composição, estrutura e função do flagelo eucariótico, que opera como uma cauda flexível em forma de chicote utilizando microtúbulos. O flagelo bacteriano é rígido por natureza e funciona mais como a hélice de um barco.

Existem três componentes principais para o flagelo bacteriano:

  1. a filamento - um apêndice longo e fino que se estende desde a superfície da célula. O filamento é composto pela proteína flagelina e é oco. As proteínas flagelinas são transcritas no citoplasma celular e, em seguida, transportadas através da membrana celular e da parede celular. Um filamento flagelar bacteriano cresce de sua ponta (ao contrário do cabelo da sua cabeça), adicionando mais e mais unidades de flagelina para estender o comprimento até que o tamanho correto seja alcançado. As unidades de flagelina são guiadas para o lugar por uma tampa de proteína.
  2. a gancho - este é um acoplador curvo que conecta o filamento ao motor flagelar.
  3. a motor - um motor rotativo que abrange tanto a membrana celular quanto a parede celular, com componentes adicionais para a membrana externa gram negativa. O motor tem dois componentes: o corpo basal, que fornece a rotação, e o estator, que fornece o torque necessário para que a rotação ocorra. O corpo basal consiste em um eixo central rodeado por anéis de proteína, dois nas bactérias gram positivas e quatro nas bactérias gram negativas. O estator consiste em Proteínas mot que circundam o (s) anel (es) embutido (s) na membrana celular.

Diagrama de base do flagelo. Por LadyofHats (obra própria) [Domínio público], Via Wikipedia Commons

Movimento Bacteriano

O movimento bacteriano normalmente envolve o uso de flagelos, embora também existam algumas outras possibilidades (como o uso de pili tipo IV para motilidade de contração). Mas certamente o tipo mais comum de movimento bacteriano é natação, o que é realizado com o uso de um flagelo ou flagelo.

Natação

A rotação do corpo basal flagelar ocorre devido à força motriz do próton, onde os prótons que se acumulam no exterior da membrana celular são conduzidos através dos poros nas proteínas Mot, interagindo com cargas nas proteínas do anel à medida que passam através da membrana. A interação faz com que o corpo basal gire e gire o filamento que se estende da célula. A rotação pode ocorrer a 200-1000 rpm e resultar em velocidades de 60 comprimentos de células / segundo (para comparação, uma chita se move a uma taxa máxima de 25 comprimentos de corpo / segundo).

A rotação pode ocorrer em um sentido horário (CW) ou um sentido anti-horário (CCW)direção, com resultados diferentes para a célula. Uma bactéria irá avançar, chamada de “corre, ”Quando há uma rotação CCW, e reorientar aleatoriamente, chamado de“tombo, ”Quando há uma rotação CW.

Motilidade saca-rolhas

Algumas bactérias em forma de espiral, conhecidas como Espiroquetas, utilize um motilidade saca-rolhas devido à sua morfologia incomum e conformação flagelar. Essas bactérias gram-negativas possuem flagelos especializados que se fixam em uma extremidade da célula, se estendem através do periplasma e, em seguida, se fixam na outra extremidade da célula. Quando estes endoflagela giram, eles colocam a torção em toda a célula, resultando em um movimento de flexão que é particularmente eficaz para escavar através de líquidos viscosos.

Motilidade de voo

Deslizamento é exatamente como parece, um movimento mais lento e gracioso do que as outras formas abordadas até agora. A mobilidade de deslizamento é exibida por certas bactérias filamentosas ou bacilos e não requer o uso de flagelos. Exige que as células estejam em contato com uma superfície sólida, embora mais de um mecanismo tenha sido identificado. Algumas células dependem da propulsão do lodo, onde o lodo secretado impulsiona a célula para a frente, enquanto outras células dependem de proteínas da camada superficial para puxar a célula para a frente.

Quimiotaxia

Agora que cobrimos os fundamentos do motor flagelar bacteriano e a mecânica da natação bacteriana, vamos combinar os dois tópicos para falar sobre quimiotaxia ou qualquer outro tipo de imposto (não apenas meus impostos). A quimiotaxia se refere ao movimento de um organismo em direção a ou para longe de uma substância química. Você também pode ter fototaxia, onde um organismo está respondendo à luz. Na quimiotaxia, uma substância favorável (como um nutriente) é chamada de atraente, enquanto uma substância com efeito adverso na célula (como uma toxina) é referida como um repelente. Na ausência de um atrativo ou repelente, uma célula se engajará em um “Caminhada aleatória, ”Onde ele alterna entre quedas e corridas, no final não levando a lugar nenhum em particular. Na presença de algum tipo de gradiente, os movimentos da célula tornar-se-ão tendenciosos, resultando com o tempo no movimento da bactéria em direção a um atrativo e para longe de quaisquer repelentes. Como isso acontece?

Primeiro, vamos cobrir como uma bactéria sabe em que direção ir. As bactérias dependem de receptores de proteínas embutidos em sua membrana, chamados quimiorreceptores, que se ligam a moléculas específicas. A ligação normalmente resulta em metilação ou fosforilação do quimiorreceptor, o que desencadeia uma via de proteína elaborada que eventualmente impacta a rotação do motor flagelar. As bactérias se envolvem em sensoriamento temporal, onde comparam a concentração de uma substância com a concentração obtida apenas alguns segundos (ou microssegundos) antes. Dessa forma, eles reúnem informações sobre a orientação do gradiente de concentração da substância. À medida que uma bactéria se aproxima das concentrações mais altas de um atrator, as corridas (ditadas pela rotação flagelar CCW) tornam-se mais longas, enquanto o tombamento (ditado pela rotação flagelar CW) diminui. Ainda haverá momentos em que a bactéria irá na direção errada longe de um atrativo, uma vez que a queda resulta em uma reorientação aleatória da célula, mas não irá na direção errada por muito tempo. O resultado "passeio aleatório tendencioso”Permite que a célula suba rapidamente no gradiente de um atrativo (ou desça no gradiente de um repelente).

Movimento bacteriano. Por Brudersohn (Trabalho próprio (Texto original: selbst erstellt)) [CC BY-SA 2.0 de], via Wikimedia Commons

Palavras-chave

cápsula, camada de limo, camada S, fímbrias / fímbrias, pilin, pili / pilus, pili conjugativo, conjugação, pili tipo IV, motilidade de contração, flagelo / flagelo, filamento, flagelina, gancho, motor, corpo basal, estator, proteínas Mot , natação, sentido horário (CW), anti-horário (CCW), corrida, tombo, espiroquetas, motilidade saca-rolhas, endoflagela, motilidade de deslizamento, quimiotaxia, fototaxia, atrativo, repelente, passeio aleatório, quimiorreceptores, sensoriamento temporal, passeio aleatório tendencioso.

Questões / objetivos essenciais

  1. Quais são as composições e funções das cápsulas e camadas de limo? Quando são produzidos? Como as cápsulas ou camadas de limo aumentam as chances de sobrevivência das bactérias em diferentes ambientes?
  2. O que são fímbrias e pili; quais são suas composições e funções? Qual é o tamanho dos flagelos bacterianos e como eles podem ser dispostos em uma célula bacteriana? Quão comuns são os flagelos nas bactérias?
  3. Qual é a composição básica de um flagelo bacteriano e como isso difere dos flagelos encontrados em eucariotos? Como os flagelos bacterianos crescem e como as proteínas são transportadas através da membrana? Como eles causam movimento? Como o movimento difere dos flagelos eucarióticos?
  4. Como os flagelos bacterianos se fixam ao corpo? Como os 2 anéis internos funcionam para causar movimento e o que alimenta o movimento? Qual é a finalidade dos 2 anéis externos encontrados no corpo basal da bactéria Gram? O que o gram + tem em vez disso?
  5. Como a endoflagela difere dos flagelos e em que tipo de bactéria eles são encontrados? Onde eles funcionam melhor do que os flagelos?
  6. O que é quimiotaxia? Como a direção de rotação dos flagelos afeta a maneira como a bactéria se move? O que sabemos sobre o mecanismo de quimiotaxia em termos de proteínas de ligação à membrana e mediador quimiotático? Quanto tempo os estímulos duram na quimiotaxia e por que isso é importante para o fenômeno?

Perguntas exploratórias (OPCIONAL)

  1. Como a quimiotaxia em micróbios pode ser usada para tratar de problemas de poluição ambiental?

6: Bactérias - Estruturas de superfície - Biologia

Eles não estão relacionados aos seres humanos como os seres vivos podem ser, mas as bactérias são essenciais para a vida humana e para a vida no planeta Terra. Embora sejam notórios por seu papel em causar doenças humanas, desde a cárie dentária até a Peste Negra, existem espécies benéficas que são essenciais para uma boa saúde.

Por exemplo, uma espécie que vive simbioticamente no intestino grosso produz vitamina K, um fator essencial de coagulação do sangue. Outras espécies são benéficas indiretamente. As bactérias dão ao iogurte seu sabor picante e ao pão de massa azeda seu sabor azedo. Eles possibilitam que animais ruminantes (vacas, ovelhas, cabras) digerem a celulose vegetal e para algumas plantas (soja, ervilhas, alfafa) convertam o nitrogênio em uma forma mais utilizável.

As bactérias são procariontes, sem núcleos bem definidos e organelas ligadas à membrana, e com cromossomos compostos de um único círculo fechado de DNA. Eles vêm em muitas formas e tamanhos, de esferas minúsculas, cilindros e fios em espiral, a hastes flageladas e cadeias filamentosas. Eles são encontrados praticamente em todos os lugares da Terra e vivem em alguns dos lugares mais incomuns e aparentemente inóspitos.

As evidências mostram que as bactérias já existiam há 3,5 bilhões de anos, o que as torna um dos organismos vivos mais antigos da Terra. Ainda mais velhos do que as bactérias são os arqueanos (também chamados de arqueobactérias) minúsculos organismos procarióticos que vivem apenas em ambientes extremos: água fervente, piscinas super-salgadas, respiradouros vulcânicos que expelem enxofre, água ácida e nas profundezas do gelo antártico. Muitos cientistas agora acreditam que as arquéias e as bactérias se desenvolveram separadamente de um ancestral comum há quase quatro bilhões de anos. Milhões de anos depois, os ancestrais dos eucariotos de hoje se separaram das arquéias. Apesar da semelhança superficial com as bactérias, bioquímica e geneticamente, as arquéias são tão diferentes das bactérias quanto as bactérias dos humanos.

No final dos anos 1600, Antoni van Leeuwenhoek se tornou o primeiro a estudar bactérias ao microscópio. Durante o século XIX, o cientista francês Louis Pasteur e o médico alemão Robert Koch demonstraram o papel das bactérias como patógenos (causadores de doenças). O século XX viu numerosos avanços na bacteriologia, indicando sua diversidade, linhagem antiga e importância geral. Mais notavelmente, vários cientistas em todo o mundo fizeram contribuições ao campo da ecologia microbiana, mostrando que as bactérias eram essenciais para as cadeias alimentares e para a saúde geral dos ecossistemas da Terra. A descoberta de que algumas bactérias produziam compostos letais para outras bactérias levou ao desenvolvimento de antibióticos, que revolucionaram o campo da medicina.

Existem duas maneiras diferentes de agrupar bactérias. Eles podem ser divididos em três tipos com base em sua resposta ao oxigênio gasoso. As bactérias aeróbicas requerem oxigênio para sua saúde e existência e morrerão sem ele. As bactérias aneróbias não toleram o oxigênio gasoso e morrem quando expostas a ele. Aneraobes facultativos preferem oxigênio, mas podem viver sem ele.

A segunda maneira de agrupá-los é pela maneira como obtêm sua energia. As bactérias que precisam consumir e decompor compostos orgânicos complexos são heterótrofas. Isso inclui espécies que são encontradas em material em decomposição, bem como aquelas que utilizam fermentação ou respiração. As bactérias que criam sua própria energia, alimentadas pela luz ou por meio de reações químicas, são autótrofas.

Cápsula - algumas espécies de bactérias possuem uma terceira cobertura protetora, uma cápsula composta de polissacarídeos (carboidratos complexos). As cápsulas desempenham uma série de funções, mas as mais importantes são evitar que a bactéria seque e protegê-la da fagocitose (engolfamento) por microorganismos maiores. A cápsula é um fator de virulência importante nas principais bactérias causadoras de doenças, como Escherichia coli e Streptococcus pneumoniae. Mutantes não encapsulados desses organismos são avirulentos, ou seja, não causam doenças.

Envelope celular - o envelope celular é composto de duas a três camadas: a membrana citoplasmática interna, a parede celular e - em algumas espécies de bactérias - uma cápsula externa.

Parede celular - cada bactéria é envolvida por uma parede celular rígida composta de peptidoglicano, uma molécula de proteína-açúcar (polissacarídeo). A parede dá forma à célula e envolve a membrana citoplasmática, protegendo-a do meio ambiente. Também ajuda a ancorar apêndices como os pelos e flagelos, que se originam na membrana do citoplasma e se projetam para fora da parede. A resistência da parede é responsável por evitar que a célula se rompa quando há grandes diferenças na pressão osmótica entre o citoplasma e o ambiente.

A composição da parede celular varia amplamente entre as bactérias e é um dos fatores mais importantes na análise e diferenciação de espécies bacterianas. Por exemplo, uma estrutura semelhante a uma malha relativamente espessa que torna possível distinguir dois tipos básicos de bactérias. Uma técnica desenvolvida pelo médico dinamarquês Hans Christian Gram em 1884, usa uma técnica de coloração e lavagem para diferenciar as duas formas. Quando expostas a uma coloração de Gram, as bactérias Gram-positivas retêm a cor roxa da coloração porque a estrutura de suas paredes celulares retém o corante. Em bactérias gram-negativas, a parede celular é fina e libera o corante prontamente quando lavada com álcool ou solução de acetona.

Citoplasma - O citoplasma, ou protoplasma, das células bacterianas é onde as funções de crescimento celular, metabolismo e replicação são realizadas. É uma matriz semelhante a um gel composta de água, enzimas, nutrientes, resíduos e gases e contém estruturas celulares como ribossomos, um cromossomo e plasmídeos. O envelope celular envolve o citoplasma e todos os seus componentes. Ao contrário das células eucarióticas (verdadeiras), as bactérias não têm um núcleo fechado por membrana. O cromossomo, uma única fita contínua de DNA, está localizado, mas não está contido, em uma região da célula chamada nucleóide. Todos os outros componentes celulares estão espalhados por todo o citoplasma.

Um desses componentes, os plasmídeos, são pequenas estruturas genéticas extracromossômicas transportadas por muitas cepas de bactérias. Como o cromossomo, os plasmídeos são feitos de um pedaço circular de DNA. Ao contrário do cromossomo, eles não estão envolvidos na reprodução. Apenas o cromossomo tem as instruções genéticas para iniciar e realizar a divisão celular, ou fissão binária, o principal meio de reprodução em bactérias. Os plasmídeos se replicam independentemente do cromossomo e, embora não sejam essenciais para a sobrevivência, parecem dar às bactérias uma vantagem seletiva.

Os plasmídeos são transmitidos a outras bactérias por dois meios. Para a maioria dos tipos de plasmídeo, as cópias no citoplasma são passadas para as células filhas durante a fissão binária. Outros tipos de plasmídeos, no entanto, formam uma estrutura semelhante a um tubo na superfície chamada pilus, que passa cópias do plasmídeo para outras bactérias durante a conjugação, um processo pelo qual as bactérias trocam informações genéticas. Demonstrou-se que os plasmídeos são instrumentais na transmissão de propriedades especiais, como resistência a antibióticos, resistência a metais pesados ​​e fatores de virulência necessários para a infecção de hospedeiros animais ou vegetais. A capacidade de inserir genes específicos em plasmídeos os tornou ferramentas extremamente úteis nas áreas de biologia molecular e genética, especificamente na área de engenharia genética.

Membrana citoplasmática - Uma camada de fosfolipídios e proteínas, chamada de membrana citoplasmática, envolve o interior da bactéria, regulando o fluxo de materiais para dentro e para fora da célula. Esta é uma característica estrutural que as bactérias compartilham com todas as outras células vivas uma barreira que lhes permite interagir seletivamente com seu ambiente. As membranas são altamente organizadas e assimétricas, tendo dois lados, cada lado com uma superfície diferente e funções diferentes. As membranas também são dinâmicas, adaptando-se constantemente a diferentes condições.

Flagelos - Flagelos (singular, flagelo) são estruturas semelhantes a cabelos que fornecem um meio de locomoção para as bactérias que os possuem. Eles podem ser encontrados em uma ou ambas as extremidades de uma bactéria ou em toda a sua superfície. Os flagelos batem em um movimento semelhante ao de uma hélice para ajudar a bactéria a se mover em direção aos nutrientes longe de produtos químicos tóxicos ou, no caso das cianobactérias fotossintéticas, em direção à luz.

Nucleóide - O nucleóide é uma região do citoplasma onde o DNA cromossômico está localizado. Não é um núcleo ligado à membrana, mas simplesmente uma área do citoplasma onde os filamentos de DNA são encontrados. A maioria das bactérias tem um único cromossomo circular que é responsável pela replicação, embora algumas espécies tenham dois ou mais. Fitas circulares menores de DNA auxiliares, chamadas de plasmídeos, também são encontradas no citoplasma.

Pili - muitas espécies de bactérias têm pili (singular, pilus), pequenas projeções semelhantes a cabelos que emergem da superfície externa da célula. Esses crescimentos auxiliam a bactéria a se prender a outras células e superfícies, como dentes, intestinos e rochas. Sem os pili, muitas bactérias causadoras de doenças perdem a capacidade de infectar porque são incapazes de se anexar ao tecido do hospedeiro. Os pili especializados são usados ​​para a conjugação, durante a qual duas bactérias trocam fragmentos de DNA de plasmídeo.

Ribossomos - os ribossomos são "fábricas" microscópicas encontradas em todas as células, incluindo bactérias. Eles traduzem o código genético da linguagem molecular do ácido nucléico para a dos aminoácidos - os blocos de construção das proteínas. As proteínas são as moléculas que executam todas as funções das células e organismos vivos. Os ribossomos bacterianos são semelhantes aos dos eucariotos, mas são menores e têm uma composição e estrutura molecular ligeiramente diferentes. Os ribossomos bacterianos nunca estão ligados a outras organelas como às vezes o são (ligados ao retículo endoplasmático) nos eucariotos, mas são estruturas independentes distribuídas por todo o citoplasma. Existem diferenças suficientes entre os ribossomos bacterianos e os ribossomos eucarióticos que alguns antibióticos irão inibir o funcionamento dos ribossomos bacterianos, mas não o de um eucariota, matando assim as bactérias, mas não os organismos eucarióticos que estão infectando.


Estruturas de superfície celular

Um ralo de pia pode ficar entupido com gordura sólida, como tristearato de glicerila (tristearina). (7.7,9.4,15.2,15.3,15.4)
uma. Como adicionar soda cáustica (NaOH) ao ralo da pia removeria o bloqueio?
b. Escreva a equação para a reação que ocorre.
c. Quantos mililitros de um .500 mathrm mathrm$ solução são necessários para saponificar completamente $ 10,0 mathrm$ de tristearato de glicerila (tristearina)?
(IMAGEM NÃO PODE COPIAR)

Desenhe a fórmula estrutural condensada para um glicerofosfolipídeo que contém dois ácidos esteáricos e um fosfato ligado a etanolamina. (15,2,15,5)

Combine a lipoproteína $ (1 text 4) $ com sua descrição (a to $ mathbf$ ). (15.6)
1. quilomícrons $ quad $ 2. VLDL $ quad $ 3. LDL $ quad $ 4. HDL
uma. tem a maior abundância de proteína
b. colesterol "ruim"
c. transporta triacilgliceróis sintetizados no fígado para os músculos
d. tem a densidade mais baixa

Combine a lipoproteína $ (1 text 4 text <) com sua descrição (a a> mathrm$). (15.6) 1. quilomícrons $ quad $ 2. VLDL $ quad $ 3. LDL $ quad $ 4. HDL
uma. colesterol "bom"
b. transporta a maior parte do colesterol para as células
c. transporta triacilgliceróis do intestino para as células de gordura
d. transporta colesterol para o fígado

Quais das seguintes opções são encontradas nas membranas celulares? (15,7)
uma. proteínas
b. ceras
c. fosfolipídios

Quais das seguintes opções são encontradas nas membranas celulares? (15,7)
uma. colesterol
b. triacilgliceróis
c. carboidratos

Identifique os componentes (1 a 6) contidos em cada um dos seguintes lipídios (a a $ mathbf$ ): (15.1,15.2,15.3,15.5,15.6)
1. glicerol
2. ácido graxo
3. fosfato
4. aminoálcool
5. núcleo de esteróide
6. esfingosina
uma. glicerofosfolipídeo
b. esfingomielina
c. aldosterona
d. ácido linoleico

Identifique os componentes (1 a 6) contidos em cada um dos seguintes lipídios (a a $ mathbf$ ): (15.1,15.2,15.3,15.5,15.6)
1. glicerol
2. ácido graxo
3. fosfato
4. aminoálcool
5. núcleo de esteróide
6. esfingosina
uma. estrogênio
b. cefalina
c. $ operatorname$
d. triacilglicerol

Identifique cada um dos seguintes como um ácido graxo, sabão, triacilglicerol, cera, glicerofosfolipídeo, esfingolipídeo ou esteróide: (15.1 15.2,15.3,15.5,15.6)
uma. esfingomielina
b. gordura de baleia
c. tecido adiposo
d. progesterona
e. cortisona
f. ácido esteárico

Identifique cada um dos seguintes como um ácido graxo, sabão, triacilglicerol, cera, glicerofosfolipídeo, esfingolipídeo ou esteróide: (15.1 15.2,15.3,15.5,15.6)
uma. cera de abelha
b. colesterol
c. lecitina
d. tripalmitato de glicerila (tripalmitina)
e. estearato de sódio
f. óleo de cártamo

Como o óleo de amendoim flutua no topo da manteiga de amendoim, muitas marcas de manteiga de amendoim são hidrogenadas. Um triacilglicerol no óleo de amendoim que contém um ácido oleico e dois ácidos linoléico é completamente hidrogenado. Desenhe a fórmula estrutural condensada para o produto. (15,3,15,4)

Na lista de ingredientes de um produto cosmético estão o triestearato de glicerila e uma lecitina. (15.1,15.3)
uma. Que tipos de lipídios foram usados?
b. Desenhe a fórmula estrutural condensada para lecitina com ácidos palmítico e colina.


As bactérias podem ter os seguintes apêndices.

Pili, Fimbriae: Essas estruturas ocas, semelhantes a cabelos, feitas de proteína permitem que as bactérias se fixem em outras células. Um pilus especializado, o pilus sexual, permite a transferência de DNA de plasmídeo de uma célula bacteriana para outra. Pili (sing., Pilus) também são chamados de fímbrias (sing., Fímbria).

Flagelos: O objetivo dos flagelos (sing., Flagelo) é a motilidade. Os flagelos são apêndices longos que giram por meio de um "motor" no envelope da célula. As bactérias podem ter um, alguns ou muitos flagelos em diferentes posições na célula.


A superfície celular

Professor Neil A. R. Gow, PhD

A superfície celular visa reunir diferentes comunidades para avançar no conhecimento da superfície celular e, especificamente, explora as interfaces entre essas disciplinas.

Publicamos artigos que tratam da biologia básica e aplicada sobre os mecanismos de: biossíntese e degradação, estrutura e função físico-química, regulação das propriedades mecânicas, genética, bioquímica e fisiologia desses polímeros extracelulares e redes poliméricas, incluindo sistemas e abordagens de biologia sintética. A revista também aceita artigos sobre aspectos das propriedades das membranas plasmáticas no contexto específico da síntese ou organização de materiais extracelulares.

Artigos médicos, imunológicos, ecológicos, evolutivos ou biotecnológicos, aspectos de descoberta de drogas / vacinas das propriedades das paredes e superfícies celulares, superfície celular extracelular e componentes da matriz são bem-vindos, incluindo artigos que descrevem plataformas tecnológicas e metodológicas importantes.

Levando em consideração a natureza trans-reino da TCS, os autores são encorajados a fornecer um contexto amplo para seus estudos na seção introdutória de seus manuscritos, usando, quando necessário, referências gerais e uma figura para explicar a estrutura e os processos que sustentam seu trabalho que tornaria o artigo adequado para leitores que trabalham com organismos de outros reinos.


Função de Biofilme

Os microrganismos em um biofilme agregam-se para formar uma colônia para cooperação metabólica. Este método cooperativo de crescimento aumenta a sobrevivência das células por meio de defesa aprimorada, maior disponibilidade de nutrientes e melhores oportunidades para comunicação celular e transferência de material genético.

A defesa celular é importante para combater ameaças físicas, como deslocamento por um fluido ou remoção pelo sistema imunológico. O revestimento de polissacarídeo no biofilme atua como um adesivo para fixar a colônia a uma superfície. Isso evita a remoção das células pela força física. Também evita a penetração do biofilme pelo sistema imunológico ou antibióticos. Os biofilmes podem ser difíceis de remover e podem causar riscos à saúde humana. Por exemplo, com a fibrose cística, um biofilme pode se formar nos pulmões, levando a sintomas adversos. A placa dentária é outro exemplo de biofilme bacteriano que pode causar cáries e doenças gengivais. Uma série de outras condições bacterianas também podem ser causadas por biofilmes, incluindo cólera, tuberculose e doença do legionário.

1. Qual das alternativas a seguir não é uma razão para a formação de biofilme?
UMA. reprodução
B. defesa
C. comunicação
D. crescimento

2. Do que é feita a camada de limo?
UMA. proteína
B. gordura
C. açúcar
D. nenhuma das acima

3. Onde os biofilmes são encontrados?
UMA. no Oceano
B. em animais
C. em superfícies de metal
D. tudo acima


Qual é o celular?

  • A chamada é definida como básica unidade estrutural, funcional e biológica de todos os organismos vivos conhecidos. As células são autônomas, auto-replicando o menor unidade de vida.
  • Eles também são chamados de “Blocos de construção da vida”.
  • O termo 'célula' veio de uma palavra latina 'Cella' que significa "quarto pequeno“.
  • Um ramo da biologia onde estudamos células é chamado biologia celular, biologia celular ou citologia.
  • Em 1665, o cientista e arquiteto inglês Robert Hooke descobriu a célula pela primeira vez.

6: Bactérias - Estruturas de superfície - Biologia

Eles não estão relacionados aos seres humanos como os seres vivos podem ser, mas as bactérias são essenciais para a vida humana e para a vida no planeta Terra. Embora sejam notórios por seu papel em causar doenças humanas, desde a cárie dentária até a Peste Negra, existem espécies benéficas que são essenciais para uma boa saúde.

Por exemplo, uma espécie que vive simbioticamente no intestino grosso produz vitamina K, um fator essencial de coagulação do sangue. Outras espécies são benéficas indiretamente. As bactérias dão ao iogurte seu sabor picante e ao pão de massa azeda seu sabor azedo. Eles possibilitam que animais ruminantes (vacas, ovelhas, cabras) digerem a celulose vegetal e para algumas plantas (soja, ervilhas, alfafa) convertam o nitrogênio em uma forma mais utilizável.

As bactérias são procariontes, sem núcleos bem definidos e organelas ligadas à membrana, e com cromossomos compostos de um único círculo fechado de DNA. Eles vêm em muitas formas e tamanhos, de esferas minúsculas, cilindros e fios em espiral, a hastes flageladas e cadeias filamentosas. Eles são encontrados praticamente em todos os lugares da Terra e vivem em alguns dos lugares mais incomuns e aparentemente inóspitos.

As evidências mostram que as bactérias já existiam há 3,5 bilhões de anos, o que as torna um dos organismos vivos mais antigos da Terra. Ainda mais velhos do que as bactérias são os arqueanos (também chamados de arqueobactérias) minúsculos organismos procarióticos que vivem apenas em ambientes extremos: água fervente, piscinas super-salgadas, respiradouros vulcânicos que expelem enxofre, água ácida e nas profundezas do gelo antártico. Muitos cientistas agora acreditam que as arquéias e as bactérias se desenvolveram separadamente de um ancestral comum há quase quatro bilhões de anos. Milhões de anos depois, os ancestrais dos eucariotos de hoje se separaram das arquéias. Apesar da semelhança superficial com as bactérias, bioquímica e geneticamente, as arquéias são tão diferentes das bactérias quanto as bactérias dos humanos.

No final dos anos 1600, Antoni van Leeuwenhoek se tornou o primeiro a estudar bactérias ao microscópio. Durante o século XIX, o cientista francês Louis Pasteur e o médico alemão Robert Koch demonstraram o papel das bactérias como patógenos (causadores de doenças). O século XX viu numerosos avanços na bacteriologia, indicando sua diversidade, linhagem antiga e importância geral. Mais notavelmente, vários cientistas em todo o mundo fizeram contribuições ao campo da ecologia microbiana, mostrando que as bactérias eram essenciais para as cadeias alimentares e para a saúde geral dos ecossistemas da Terra. A descoberta de que algumas bactérias produziam compostos letais para outras bactérias levou ao desenvolvimento de antibióticos, que revolucionaram o campo da medicina.

Existem duas maneiras diferentes de agrupar bactérias. Eles podem ser divididos em três tipos com base em sua resposta ao oxigênio gasoso. As bactérias aeróbicas requerem oxigênio para sua saúde e existência e morrerão sem ele. As bactérias aneróbias não toleram o oxigênio gasoso e morrem quando expostas a ele. Aneraobes facultativos preferem oxigênio, mas podem viver sem ele.

A segunda maneira de agrupá-los é pela maneira como obtêm sua energia. As bactérias que precisam consumir e decompor compostos orgânicos complexos são heterótrofas. Isso inclui espécies que são encontradas em material em decomposição, bem como aquelas que utilizam fermentação ou respiração. As bactérias que criam sua própria energia, alimentadas pela luz ou por meio de reações químicas, são autótrofas.

Cápsula - algumas espécies de bactérias possuem uma terceira cobertura protetora, uma cápsula composta de polissacarídeos (carboidratos complexos). As cápsulas desempenham uma série de funções, mas as mais importantes são evitar que a bactéria seque e protegê-la da fagocitose (engolfamento) por microorganismos maiores. A cápsula é um fator de virulência importante nas principais bactérias causadoras de doenças, como Escherichia coli e Streptococcus pneumoniae. Mutantes não encapsulados desses organismos são avirulentos, ou seja, não causam doenças.

Envelope celular - o envelope celular é composto de duas a três camadas: a membrana citoplasmática interna, a parede celular e - em algumas espécies de bactérias - uma cápsula externa.

Parede celular - cada bactéria é envolvida por uma parede celular rígida composta de peptidoglicano, uma molécula de proteína-açúcar (polissacarídeo). A parede dá forma à célula e envolve a membrana citoplasmática, protegendo-a do meio ambiente. Também ajuda a ancorar apêndices como os pelos e flagelos, que se originam na membrana do citoplasma e se projetam para fora da parede. A resistência da parede é responsável por evitar que a célula se rompa quando há grandes diferenças na pressão osmótica entre o citoplasma e o ambiente.

A composição da parede celular varia amplamente entre as bactérias e é um dos fatores mais importantes na análise e diferenciação de espécies bacterianas. Por exemplo, uma estrutura semelhante a uma malha relativamente espessa que torna possível distinguir dois tipos básicos de bactérias. Uma técnica desenvolvida pelo médico dinamarquês Hans Christian Gram em 1884, usa uma técnica de coloração e lavagem para diferenciar as duas formas. Quando expostas a uma coloração de Gram, as bactérias Gram-positivas retêm a cor roxa da coloração porque a estrutura de suas paredes celulares retém o corante. Em bactérias gram-negativas, a parede celular é fina e libera o corante prontamente quando lavada com álcool ou solução de acetona.

Citoplasma - O citoplasma, ou protoplasma, das células bacterianas é onde as funções de crescimento celular, metabolismo e replicação são realizadas. É uma matriz semelhante a um gel composta de água, enzimas, nutrientes, resíduos e gases e contém estruturas celulares como ribossomos, um cromossomo e plasmídeos. O envelope celular envolve o citoplasma e todos os seus componentes. Ao contrário das células eucarióticas (verdadeiras), as bactérias não têm um núcleo fechado por membrana. O cromossomo, uma única fita contínua de DNA, está localizado, mas não está contido, em uma região da célula chamada nucleóide. Todos os outros componentes celulares estão espalhados por todo o citoplasma.

Um desses componentes, os plasmídeos, são pequenas estruturas genéticas extracromossômicas transportadas por muitas cepas de bactérias. Como o cromossomo, os plasmídeos são feitos de um pedaço circular de DNA. Ao contrário do cromossomo, eles não estão envolvidos na reprodução. Apenas o cromossomo tem as instruções genéticas para iniciar e realizar a divisão celular, ou fissão binária, o principal meio de reprodução em bactérias. Os plasmídeos se replicam independentemente do cromossomo e, embora não sejam essenciais para a sobrevivência, parecem dar às bactérias uma vantagem seletiva.

Os plasmídeos são transmitidos a outras bactérias por dois meios. Para a maioria dos tipos de plasmídeo, as cópias no citoplasma são passadas para as células filhas durante a fissão binária. Outros tipos de plasmídeos, no entanto, formam uma estrutura semelhante a um tubo na superfície chamada pilus, que passa cópias do plasmídeo para outras bactérias durante a conjugação, um processo pelo qual as bactérias trocam informações genéticas. Demonstrou-se que os plasmídeos são instrumentais na transmissão de propriedades especiais, como resistência a antibióticos, resistência a metais pesados ​​e fatores de virulência necessários para a infecção de hospedeiros animais ou vegetais. A capacidade de inserir genes específicos em plasmídeos os tornou ferramentas extremamente úteis nas áreas de biologia molecular e genética, especificamente na área de engenharia genética.

Membrana citoplasmática - Uma camada de fosfolipídios e proteínas, chamada de membrana citoplasmática, envolve o interior da bactéria, regulando o fluxo de materiais para dentro e para fora da célula. Esta é uma característica estrutural que as bactérias compartilham com todas as outras células vivas uma barreira que lhes permite interagir seletivamente com seu ambiente. As membranas são altamente organizadas e assimétricas, tendo dois lados, cada lado com uma superfície diferente e funções diferentes. As membranas também são dinâmicas, adaptando-se constantemente a diferentes condições.

Flagelos - Flagelos (singular, flagelo) são estruturas semelhantes a cabelos que fornecem um meio de locomoção para as bactérias que os possuem. Eles podem ser encontrados em uma ou ambas as extremidades de uma bactéria ou em toda a sua superfície. Os flagelos batem em um movimento semelhante ao de uma hélice para ajudar a bactéria a se mover em direção aos nutrientes longe de produtos químicos tóxicos ou, no caso das cianobactérias fotossintéticas, em direção à luz.

Nucleóide - O nucleóide é uma região do citoplasma onde o DNA cromossômico está localizado. Não é um núcleo ligado à membrana, mas simplesmente uma área do citoplasma onde os filamentos de DNA são encontrados. A maioria das bactérias tem um único cromossomo circular que é responsável pela replicação, embora algumas espécies tenham dois ou mais. Fitas circulares menores de DNA auxiliares, chamadas de plasmídeos, também são encontradas no citoplasma.

Pili - muitas espécies de bactérias têm pili (singular, pilus), pequenas projeções semelhantes a cabelos que emergem da superfície externa da célula. Esses crescimentos auxiliam a bactéria a se prender a outras células e superfícies, como dentes, intestinos e rochas. Sem os pili, muitas bactérias causadoras de doenças perdem a capacidade de infectar porque são incapazes de se anexar ao tecido do hospedeiro. Os pili especializados são usados ​​para a conjugação, durante a qual duas bactérias trocam fragmentos de DNA de plasmídeo.

Ribossomos - os ribossomos são "fábricas" microscópicas encontradas em todas as células, incluindo bactérias. Eles traduzem o código genético da linguagem molecular do ácido nucléico para a dos aminoácidos - os blocos de construção das proteínas. As proteínas são as moléculas que executam todas as funções das células e organismos vivos. Os ribossomos bacterianos são semelhantes aos dos eucariotos, mas são menores e têm uma composição e estrutura molecular ligeiramente diferentes. Os ribossomos bacterianos nunca estão ligados a outras organelas como às vezes o são (ligados ao retículo endoplasmático) nos eucariotos, mas são estruturas independentes distribuídas por todo o citoplasma. Existem diferenças suficientes entre os ribossomos bacterianos e os ribossomos eucarióticos que alguns antibióticos irão inibir o funcionamento dos ribossomos bacterianos, mas não o de um eucariota, matando assim as bactérias, mas não os organismos eucarióticos que estão infectando.


A célula procariótica

Lembre-se de que procariontes são organismos unicelulares que não possuem organelas ligadas à membrana ou outras estruturas internas ligadas à membrana (Figura 2). Seu cromossomo - geralmente único - consiste em um pedaço de DNA circular de fita dupla localizado em uma área da célula chamada nucleóide. A maioria dos procariotos possui uma parede celular fora da membrana plasmática. A parede celular funciona como uma camada protetora e é responsável pela forma do organismo. Algumas espécies de bactérias possuem uma cápsula fora da parede celular. A cápsula permite que o organismo se fixe às superfícies, protege-o da desidratação e do ataque das células fagocíticas e torna os patógenos mais resistentes às nossas respostas imunológicas. Algumas espécies também possuem flagelos (singular, flagelo) usados ​​para locomoção e pili (singular, pilus) usados ​​para fixação em superfícies, incluindo as superfícies de outras células. Os plasmídeos, que consistem em DNA extra-cromossômico, também estão presentes em muitas espécies de bactérias e arquéias.

Figura 2: As características de uma célula procariótica típica. Flagelos, cápsulas e pili não são encontrados em todos os procariontes.

Lembre-se de que os procariontes são divididos em dois domínios diferentes, Bactérias e Archaea, que, juntamente com os Eukarya, compreendem os três domínios da vida (Figura 3).

Figura 3: Os três domínios dos organismos vivos. Bactérias e Archaea são procariontes, mas diferem o suficiente para serem colocadas em domínios separados. Acredita-se que um ancestral da moderna Archaea deu origem ao Eukarya, o terceiro domínio da vida. Os principais grupos de Archaea e Bacteria são mostrados.

As características dos filos bacterianos são descritas na Figura 4 e Figura 5. Os principais filos bacterianos incluem Proteobacteria, Chlamydias, Spirochaetes, Cianobacteria fotossintética e bactérias Gram-positivas. As Proteobactérias, por sua vez, são subdivididas em várias classes, desde a proteobactéria Alfa até a Epsilon. Acredita-se que as mitocôndrias eucarióticas sejam descendentes de alfaproteobactérias, enquanto os cloroplastos eucarióticos são derivados de cianobactérias. Os filos arquea são descritos na Figura 6.

Figura 4: The Proteobacteria. Filo Proteobacteria é um de até 52 filos de bactérias. Proteobacteria é subdividida em cinco classes, Alpha a Epsilon. (crédito “Rickettsia rickettsia”: modificação da obra pelo CDC crédito “Spirillum minus”: modificação da obra por Wolframm Adlassnig crédito “Vibrio cholera”: modificação da obra por Janice Haney Carr, crédito CDC “Desulfovibrio vulgaris”: modificação da obra por Graham Bradley crédito "Campylobacter": modificação do trabalho de De Wood, Pooley, USDA, ARS, dados de barra de escala EMU de Matt Russell)

Figura 5: Outros filos bacterianos. Clamídia, espiroquetas, cianobactérias e bactérias Gram-positivas são descritas nesta tabela. Observe que a forma bacteriana não é dependente de filo. As bactérias dentro de um filo podem ser cocos, em forma de bastonete ou em espiral. (crédito “Chlamydia trachomatis”: modificação do trabalho pelo Dr. Lance Liotta Laboratory, NCI crédito “Treponema pallidum”: modificação do trabalho pelo Dr. David Cox, CDC crédito “Phormidium”: modificação do trabalho pelo USGS crédito “Clostridium difficile”: modificação do trabalho de Lois S. Wiggs, dados da barra de escala do CDC de Matt Russell)

Figura 6: Filos Archaeal. As Archaea são separadas em quatro filos: Korarchaeota, Euryarchaeota, Crenarchaeota e Nanoarchaeota. (crédito “Halobacterium”: modificação do trabalho pela NASA crédito “Nanoarchaeotum equitans”: modificação do trabalho por Karl O. Stetter crédito “Korarchaeota”: modificação do trabalho pelo Departamento de Ciência dos Estados Unidos da América - dados da barra de escala de Matt Russell)

A membrana de plasma de procariontes

A membrana plasmática procariótica é uma bicamada lipídica fina (6 a 8 nanômetros) que envolve completamente a célula e separa o interior do exterior. Sua natureza seletivamente permeável mantém íons, proteínas e outras moléculas dentro da célula e evita que eles se difundam no ambiente extracelular, enquanto outras moléculas podem se mover através da membrana. Lembre-se de que a estrutura geral de uma membrana celular é uma bicamada fosfolipídica composta de duas camadas de moléculas lipídicas. Em membranas celulares arqueadas, cadeias de isopreno (fitanil) ligado ao glicerol substitui os ácidos graxos ligados ao glicerol nas membranas bacterianas. Algumas membranas arqueadas são monocamadas de lipídios em vez de bicamadas (Figura 7).

Figura 7: Fosfolipídios bacterianos e arqueológicos. Fosfolipídios arquea diferem daqueles encontrados em Bacteria e Eukarya de duas maneiras. Primeiro, eles têm cadeias laterais de fitanil ramificadas em vez de lineares. Em segundo lugar, uma ligação de éter em vez de uma ligação de éster conecta o lipídio ao glicerol.

A parede celular dos procariontes

O citoplasma das células procarióticas tem uma alta concentração de solutos dissolvidos. Portanto, a pressão osmótica dentro da célula é relativamente alta. A parede celular é uma camada protetora que envolve algumas células e lhes dá forma e rigidez. Ele está localizado fora da membrana celular e impede lise osmótica (estourando devido ao aumento do volume). A composição química da parede celular varia entre Archaea e Bacteria, e também varia entre as espécies bacterianas.

As paredes das células bacterianas contêm peptidoglicano, composto de cadeias de polissacarídeos que são reticuladas por peptídeos incomuns contendo aminoácidos L e D, incluindo ácido D-glutâmico e D-alanina. (As proteínas normalmente têm apenas L-aminoácidos como consequência, muitos de nossos antibióticos atuam imitando D-aminoácidos e, portanto, têm efeitos específicos no desenvolvimento da parede celular bacteriana.) Existem mais de 100 formas diferentes de peptidoglicano. Proteínas da camada S (camada superficial) também estão presentes na parte externa das paredes celulares de Archaea e Bacteria.

As bactérias são divididas em dois grupos principais: Gram positivo e Gram negativo , com base em sua reação à coloração de Gram. Observe que todas as bactérias Gram-positivas pertencem a um filo de bactérias nos outros filos (Proteobacteria, Chlamydias, Spirochetes, Cyanobacteria e outras) são Gram-negativas. O método de coloração de Gram recebeu o nome de seu inventor, o cientista dinamarquês Hans Christian Gram (1853–1938). As diferentes respostas bacterianas ao procedimento de coloração são, em última análise, devido à estrutura da parede celular. Organismos Gram-positivos normalmente não têm a membrana externa encontrada em organismos Gram-negativos (Figura 8). Até 90 por cento da parede celular em bactérias Gram-positivas é composta de peptidoglicano, e a maior parte do resto é composta de substâncias ácidas chamadas ácidos teicóicos. Os ácidos teicóicos podem ser covalentemente ligados a lipídios na membrana plasmática para formar ácidos lipoteicóicos. Os ácidos lipoteicóicos ancoram a parede celular à membrana celular. As bactérias Gram-negativas têm uma parede celular relativamente fina composta por algumas camadas de peptidoglicano (apenas 10 por cento da parede celular total), circundada por um envelope externo contendo lipopolissacarídeos (LPS) e lipoproteínas. Este envelope externo é algumas vezes referido como uma segunda bicamada lipídica. A química desse envelope externo é muito diferente, entretanto, daquela da bicamada lipídica típica que forma as membranas plasmáticas.


Biologia 171


Feche os olhos e imagine uma parede de tijolos. Qual é o bloco de construção básico da parede & # 8217s? É um único tijolo. Como uma parede de tijolos, as células são os blocos de construção que constituem o seu corpo.

Seu corpo tem muitos tipos de células, cada uma especializada para um propósito específico. Assim como usamos uma variedade de materiais para construir uma casa, o corpo humano é construído a partir de muitos tipos de células. Por exemplo, as células epiteliais protegem a superfície do corpo e cobrem os órgãos e cavidades corporais internas. As células ósseas ajudam a apoiar e proteger o corpo. As células do sistema imunológico lutam contra as bactérias invasoras. Além disso, o sangue e as células sanguíneas transportam nutrientes e oxigênio por todo o corpo enquanto removem o dióxido de carbono. Cada um desses tipos de células desempenha um papel vital durante o crescimento, desenvolvimento e manutenção diária do corpo. Apesar de sua enorme variedade, entretanto, células de todos os organismos - mesmo aqueles tão diversos como bactérias, cebola e humanos - compartilham certas características fundamentais.

Objetivos de aprendizado

Ao final desta seção, você será capaz de fazer o seguinte:

  • Cite exemplos de organismos procarióticos e eucarióticos
  • Comparar e contrastar células procarióticas e eucarióticas
  • Descreva os tamanhos relativos de diferentes células
  • Explique por que as células devem ser pequenas

As células se enquadram em uma de duas grandes categorias: procarióticas e eucarióticas. Classificamos apenas os organismos predominantemente unicelulares Bacteria e Archaea como procariontes (pro = “antes” -kary- = “núcleo”). Células animais, plantas, fungos e protistas são todos eucariotos (eu- = “verdadeiro”).

Componentes de células procarióticas

Todas as células compartilham quatro componentes comuns: 1) uma membrana plasmática, uma cobertura externa que separa o interior da célula de seu ambiente circundante 2) citoplasma, que consiste em um citosol gelatinoso dentro da célula no qual existem outros componentes celulares 3) DNA, o material genético da célula e 4) ribossomos, que sintetizam proteínas. No entanto, os procariotos diferem das células eucarióticas de várias maneiras.

Um procarioto é um organismo simples, principalmente unicelular (unicelular) que não possui um núcleo ou qualquer outra organela ligada à membrana. Em breve veremos que isso é significativamente diferente nos eucariotos. O DNA procariótico está na parte central da célula: o nucleóide ((Figura)).


A maioria dos procariotos tem uma parede celular de peptidoglicano e muitos têm uma cápsula de polissacarídeo ((Figura)). A parede celular atua como uma camada extra de proteção, ajuda a célula a manter sua forma e evita a desidratação. A cápsula permite que a célula se fixe às superfícies de seu ambiente. Alguns procariontes possuem flagelos, pili ou fímbrias. Flagelos são usados ​​para locomoção. Pili trocam material genético durante a conjugação, processo pelo qual uma bactéria transfere material genético para outra por meio do contato direto. As bactérias usam fímbrias para se anexar a uma célula hospedeira.

Microbiologista A ação mais eficaz que alguém pode realizar para prevenir a propagação de doenças contagiosas é lavar as mãos. Porque? Porque micróbios (organismos tão minúsculos que só podem ser vistos com microscópios) são onipresentes. Eles vivem de maçanetas, dinheiro, suas mãos e muitas outras superfícies. Se alguém espirrar em sua mão e tocar em uma maçaneta, e depois você tocar na mesma maçaneta, os micróbios do muco do espirrador agora estão em suas mãos. Se você tocar a boca, nariz ou olhos com as mãos, esses micróbios podem entrar em seu corpo e fazer você adoecer.

No entanto, nem todos os micróbios (também chamados de microrganismos) causam doenças, a maioria é realmente benéfica. Você tem micróbios em seu intestino que produzem vitamina K. Outros microrganismos são usados ​​para fermentar cerveja e vinho.

Microbiologistas são cientistas que estudam micróbios. Microbiologistas podem seguir várias carreiras. Eles não apenas trabalham na indústria de alimentos, mas também são empregados nas áreas veterinária e médica. Eles podem trabalhar no setor farmacêutico, desempenhando papéis importantes em pesquisa e desenvolvimento, identificando novas fontes de antibióticos que podem tratar infecções bacterianas.

Microbiologistas ambientais podem procurar novas maneiras de usar micróbios especialmente selecionados ou geneticamente modificados para remover poluentes do solo ou das águas subterrâneas, bem como elementos perigosos de locais contaminados. Chamamos o uso desses micróbios de tecnologias de biorremediação. Microbiologistas também podem trabalhar na área de bioinformática, fornecendo conhecimento especializado e visão para projetar, desenvolver e especificidade de modelos de computador de, por exemplo, epidemias bacterianas.

Tamanho da célula

Com 0,1 a 5,0 μm de diâmetro, as células procarióticas são significativamente menores do que as células eucarióticas, que têm diâmetros que variam de 10 a 100 μm ((Figura)). O tamanho pequeno dos procariotos permite que os íons e moléculas orgânicas que entram neles se difundam rapidamente para outras partes da célula. Da mesma forma, quaisquer resíduos produzidos dentro de uma célula procariótica podem se difundir rapidamente. Este não é o caso das células eucarióticas, que desenvolveram diferentes adaptações estruturais para aumentar o transporte intracelular.


O tamanho pequeno, em geral, é necessário para todas as células, sejam procarióticas ou eucarióticas. Vamos examinar por que isso acontece. Primeiro, vamos considerar a área e o volume de uma célula típica. Nem todas as células têm forma esférica, mas a maioria tende a se aproximar de uma esfera. Você deve se lembrar do curso de geometria do colégio que a fórmula para a área da superfície de uma esfera é 4πr 2, enquanto a fórmula para seu volume é 4πr 3/3. Assim, à medida que o raio de uma célula aumenta, sua área de superfície aumenta com o quadrado de seu raio, mas seu volume aumenta com o cubo de seu raio (muito mais rapidamente). Portanto, à medida que uma célula aumenta de tamanho, sua proporção entre a área de superfície e o volume diminui. Este mesmo princípio se aplicaria se a célula tivesse a forma de um cubo ((Figura)). Se a célula crescer muito, a membrana plasmática não terá área de superfície suficiente para suportar a taxa de difusão necessária para o volume aumentado. Em outras palavras, conforme uma célula cresce, ela se torna menos eficiente. Uma maneira de se tornar mais eficiente é dividir. Outra forma é desenvolver organelas que realizam tarefas específicas. Essas adaptações levam ao desenvolvimento de células mais sofisticadas, que chamamos de células eucarióticas.


As células procarióticas são muito menores do que as células eucarióticas. Que vantagens o tamanho de célula pequeno pode conferir a uma célula? Que vantagens o tamanho de célula grande pode ter?

Resumo da Seção

Os procariotos são organismos unicelulares dos domínios Bacteria e Archaea. Todos os procariotos possuem membranas plasmáticas, citoplasma, ribossomos e DNA que não são ligados à membrana. A maioria tem paredes celulares de peptidoglicano e muitos têm cápsulas de polissacarídeo. As células procarióticas variam em diâmetro de 0,1 a 5,0 μm.

À medida que uma célula aumenta de tamanho, sua proporção entre a área de superfície e o volume diminui. Se a célula crescer muito, a membrana plasmática não terá área de superfície suficiente para suportar a taxa de difusão necessária para o volume aumentado.

Art Connections

(Figura) As células procarióticas são muito menores do que as células eucarióticas. Que vantagens o tamanho de célula pequeno pode conferir a uma célula? Que vantagens o tamanho de célula grande pode ter?

(Figura) As substâncias podem se difundir mais rapidamente por meio de pequenas células. As células pequenas não precisam de organelas e, portanto, não precisam gastar energia para transportar substâncias através das membranas das organelas. As células grandes têm organelas que podem separar os processos celulares, permitindo-lhes construir moléculas mais complexas.

Resposta livre

Os antibióticos são medicamentos usados ​​para combater infecções bacterianas. Esses medicamentos matam as células procarióticas sem prejudicar as células humanas. Que parte ou partes da célula bacteriana você acha que os antibióticos têm como alvo? Porque?

A parede celular seria alvo de antibióticos, bem como a capacidade de replicação da bactéria. Isso inibiria a capacidade de reprodução da bactéria e comprometeria seus mecanismos de defesa.

Explique por que nem todos os micróbios são prejudiciais.

Alguns micróbios são benéficos. Por exemplo, E. coli as bactérias povoam o intestino humano e ajudam a quebrar as fibras da dieta. Alguns alimentos, como o iogurte, são formados por bactérias.

Glossário


Assista o vídeo: Estructuras y función de bacterias parte 1 (Janeiro 2022).