aula14 2010

Aula 14

Diversidade bacterias III

BC-1606

Microbiologia

CIANOBACTERIAS e

PROCLOROFITAS

Cianobactérias

Grande grupo de bactérias fototroficas

Grande grupo de bactérias fototroficas

Fotossíntese oxigenicas

Grupo morfologicamente bem diverso De unicelulares a filamentosas

todas gram negativas

Muitas produzem extensos envelopres muscilagenosos, ou bainhas, que promovem associação de grupos de células ou filamentos

Membranas fotossintéticas lamelares – arranjo regular círculos concentricos

Cianobactérias tem somente

Clorofila a

Mas todas tem ficobilinas (um pigmentos acessório) Um tipo de ficobilina a ficocianina tem colaração azul

E juntamnete com a clrofila dão a coloração verde-azulada Caracteristica do grupo ...Daí o o nome cianobacteria

Vesículas de gás e heterocistos

Vesiculas de gás :

comum em especies que vivem em águas abertas , tem função de regular a flutuabilidade da célula de modo a manter o

posicionamento na coluna de água onde a intensidade luminosa seja ótima para fotossíntese

Heterocistos :

Algumas cianobacteris formam heterocistos , células arredondadas aparentemente ocas , distribuida de forma aletoria a longo do filamento ou numa extremidade do

fragmento, são produzidos a partr de diferenciação de células vegetativas e correspodem a único siios de fixação de

Conexões intercelulares do heterocisto com celulas vegetativas vizinhas :

nanoscale secondary ion mass spectrometer (NanoSIMS)—an ultrahigh-resolution ion microprobe.

Using cells labeled with stable isotopes of carbon and/or nitrogen, NanoSIMS imaging reveals locations of active growth and allows us to follow nutrient fluxes between cells.

Using NanoSIMS, we have analyzed a chain of seven cells from a filament of Anabaena after four hours of incubation with carbon and nitrogen isotopic tracers. The secondary electron image (a) identifies the

vegetative cells and specialized nitrogen-fixing cells, known as heterocysts. The enrichment of carbon (b) and nitrogen (c) is much lower in the heterocyst, confirming that the heterocyst is not fixing new carbon and is rapidly disbursing newly fixed nitrogen to neighboring cell

http://images.google.com.br/imgres? imgurl=http://www.icb.ufmg.br/prodabi/grupo5/Photosynthesis/reacoes/noncyc~1.gif&imgrefurl=http://www.icb.ufmg.br/proda bi/grupo5/Photosynthesis/reacoes/fotosistema1.html&h=385&w=612&sz=5&hl=pt-BR&start=8&sig2=IXW8vPS- NBg6PNTLXHljVw&um=1&usg=__1anzY3R-wQaMLOV0VH6YhzbYojQ=&tbnid=bAGeeQ30SNW2WM:&tbnh=86&tbnw=136&ei=Bsb0SOXIO5SGvAXJ_uzVAg&prev=/im ages%3Fq%3Dfotossintese%2Bfotossistema%26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DX

Componentes da fosforilação cíclica em cianobactérias e proclorófitas

Os heterocistos são circundados uma espessa parede celular Contendo grandes quantidades de glicolipídeos que retardam a difusão de O2 para o interior da célula.

A ausência de O2 é fundamental

A ausência de O2 é fundamental

Pois a nitrogenase é sensível ao O2

Pois a nitrogenase é sensível ao O2

Todos esses fatores tornam o heterocisto anóxico , e estabiliza a fixação de Nitrogenio.

cianobactérias filamentosas sem heterocistos produzem

nitrogenase e fixam Nitrogenio em celulas vegetativas normais, mas só quando cultivadas em anaerobiose ...

Cianoficina:

Pode ser observado em ME de cianobacterias Co-polimero de acido aspartico e arginina Cehgando até 10 % da massa celular

Produto do armazenamento de Nitrogenio E também uma reserva de energia

Arginina + ADP +pi

Biopolimero

De graqnde interesse industrial

OGMs para produção de CIANOFICINA

Motilidade

Por deslizamento

Contra superficies solidas ou outro filamento ou celula Fototaxia e quimiotaxia

Hormogonio

Algumas espécies formas estruturas de dormencia Os Acinetos

Que protegem o organismo da escuridão, dessecamento, congelamento, são celulas com parede celulares espessadas Mas normalmente cel de cianobacterias são resistentes a dessecamento e baixas temperaturas...

Geralmente são fotoautotroficas obrigatorias

Algumas podem assimilar glicose e acetato...

E assim crescer na ausência de luz tendo fonte de carbono orgânica.

São amplamente distribuidas na natureza , habitats terrestres, aquaticos (doce e salgada), tolerantes a extremos ambientais, Termotoerantes (70-74ºC) crescem em fotes termais tb..

Halotolerantes (lagos salgados...)

Superficies de rochas, superfice da terra (colonizadores primarios)

Simbionte.. Liquen

Algumas cianobactérias e os diversos actinomicetos produzem Geosmina

Composto que da o odor característico de terra revolvida

Se estiver na água

Um gosto terroso a água

Mas infelizmente não é so isso que elas podem produzir

Algumas produzem toxinas potentes ..

hepatotoxinas microcystins cylindrospermopsin neurotoxins anatoxin-a PSP toxin saxitoxin

que tem por função biológica, antiherbivoria, ligação a metal, reguladores de cresimento, estocagem de nutrientes, e varias funções biologivas

5 grandes grupos de cianobacterias:

contendo cada um diversos gêneros

Grupo I :

Unicelular, células individuais ou agregados

Gêneros :

Gloethece, Gloebacter, Synechococcus, Cyanothece, Gloecapasa, Synecocystis, Chamaesiphon, Merismopedia

Grande

variabilidade genica %GC de 35 a 71

Não

Grupo I I:

Pleurocapsaleano : reproduzem-se pela formação de pequenas células esféricas denominas baeócitos, produzidas plea fissão múltipla

Gêneros :

Xenococcus, Dermocarpella, Pleurocapsa, Myxosarcina, Chroococcidiopsiss

Grupo III:

Oscliatoriano : células filamentosas que se dividem por fissão binaria em um único plano

Gêneros :

Oscillatoria, Spirulina, Arthrospina, Lyngbya, Microcoleus, Pseudanabaena

Oscillatoria :

Grupo IV:

Nostocaleano: células filamentosas que produzem heterocistos

Gêneros :

Anabaena, Nostoc, Calothrix, Nodularia, Cylinodrosperum, Scytonema

Grupo V:

Ramificantes: células dividem-se, formando ramificações

Gêneros :

Proclorofitas

Não tem ficobilinas

Não tem ficobilinas

Genéticamente relacioando as cianobacterias

Uma eśpécie de Prochlococcus recém descrita Que vive em mar aberto

Não tem clorofila a

Sem eu lugar tem divinil clorofila a

E alfa-caroteno (em vez de beta) como pigmento acessorio Alfa caroeno era desconehcido em procariontes

Associação simbiótica com tunicados Ascidian _ sea squirt

Em termos de caracteristicas de pigmentos- Os proclorofitas São mais parecidos com cloroplastos do que cianobactérias

Pois cloroplastos: tem clorofila a clorofila b e não tem ficobilinas Mas analises filogeneticas indicam

apenas que cloroplastos,

proclorofitas e cianobacterias tem o mesmo ancestral

Gram + / com grande % de GC

Comuns no solo ou em matérias vegetais Geralmente comensais inofensivos

Corinebactérias

Aeróbicos Imoveis

Arranjos celulares em V

devido a separação incompleta

Celulas ficam ligadas pelas camadas externas da parede celular Tem resitencia elevada a dessecação e carência nutricional

Não formam esporo

Vivem no solo

Tem grande versatilidade nutricional

decompõe herbicidas, cafeína, nicotinas, fenóis, e outros

Bactérias propiônicas

Descobertas habitando queijo suiço (emmental) Liberaçãode CO2 de atividade fermentativas iduza a formação

de bolhas no queijo

Acido propionico e responsavel em parte pelo gosto caracteristico...

anaerobicas

Elas feremtam

ac. láctico, carbohidratos, poliidroxialcoois

Produzindo acidos propionicos, acético e CO2.

Gram + / com grande % de GC

Filamentosas (actinomicetos)

Filamentosos, frquentementes ramificados, altamento diverso

Grupo I – Actinomicetos não alcool-acido resitente

Aerobicos facultativos, não formam micelio, filamentos ramificados, celulas bacilares, cocoides, corineformes

Podem ser patogenicos ao homem e animais, encontrados em caviades orais...

Arachnia

Bacterionema Rothia

Grupo II – micobactérias

Mycobacterium:

Patogenos, saprofitas, aerobicos obrigatorios, alto teor de lipideos an celulas e na parede , ceras , ac micolico,

Baixa exigencia nutricional

Podem ser bacterias do soloe oxidantes de hidrocarbonetos

Algumas são patogenicas e pdem causar

Mycobacterium

Ácidoresitencia

Devido aos acidos micólicos na sua superficie

Fucsian cora organismos Acidoreistentes

Importante para identifica

Micobactérias

Possuem parede celular característica, mais espessa, constituída de três macromoléculas covalentemente ligadas:

 _{peptídeoglicanas;}  _{arabinoglicanas;}  _{ácido micólico.}

Baixa permeabilidade= tornado-as mais resistentes a antibióticos

Arabinose + galactose Unidades de manose

Lipoarabinomanana= possui porção carboidrato na superfície, relacionada com patogenia. Suprime resposta imune, inibem funções induzidas por interferon

Colonais rugosas

Crescimento em forma de cordão

Agregação lateral e entrelaçãmentode cadeias

Virulencia esta ligada a produção do Fator corda Glicolipideo micobacteriano 6-6'dimicolitrealose

Mycobacterium leprae

A lepra (doença de Hansen) é uma infecção crónica, causada pela bactéria Mycobacterium leprae, que lesa principalmente os nervos periféricos (aqueles nervos localizados fora do cérebro e da espinal medula), a pele, a membrana mucosa do nariz, os testículos e os olhos.

A forma de transmissão da lepra não é conhecida. Quando um enfermo não tratado e gravemente doente espirra, as bactérias Mycobacterium leprae dispersam-se no ar. Cerca de metade das pessoas com lepra contraíram-na, provavelmente, através do contacto estreito com uma pessoa infectada. A infecção com Mycobacterium leprae provavelmente também provirá da terra, do contacto com tatus e mesmo com mosquitos e percevejos.

Cerca de 95 % dos indivíduos expostos ao Mycobacterium leprae não contraem a doença porque o seu sistema imunitário combate a infecção. Naqueles em que isso acontece, a infecção pode ser de carácter ligeiro (lepra tuberculóide) ou grave (lepra lepromatosa). A forma ligeira, ou seja a lepra tuberculóide, não é contagiosa.

Gram + / com grande % de GC

Filamentosas (produtores de micelio)

Grupos III, IV, V, VI, VII e VIII

Grande grupo de bacteria gram + Formam filamentos ramificados

Cresciemntos abundante ramificado => micélio

Similar ao micélio dos fungos filamentosos

Produzem Geosmina

Que tem odor carateristico de terra revolvida

Grupo III

Actinomicetes fixadores de Nitrogênio Micelio verdadeiro

Simbiontes fixadores de nitrogenio

Alnus rubra

Grupo IV

Actinoplanes: prozuem micélio verdadeiros, formas espeoros, contidos no interior do esporangio

Actinoplanes Steptoporagium

Grupo V

Grupo dermatofilo

Filamentos miceliais dividem-se transversalmentee dois planos longitudinais

Formas massas de elemntos cocoidasi moveis, ausencia de micelio aereo, podem casuar infecções epidérmicas

Dermatophilus

Grupo VI

Nocardias: filamentos micelias se rompem e originam elemntos cocoides ou alongados

Produz esporos aereos,as vezes acidoresitentes, conteudo lipido de celulase parede bastante elevado

Nocardia: comum em solos, aerobico obrigatorio, utilizam muitos

hidrocarbonetos

Rhodococcus : saprofita de soslo, ou intestino de solos, , utilizam muitos hidrocarbonetos

Grupo VII

Estreptomicetos

Micelio permace itacto,

Micelio aereo abudante, longas cadeias de esporo 500 especies conhecidas

Varios outros generos morfologicmanetes dsitintos

Grupo VIII

Micromonospora

Micelio permanece intacto Formação de espeoro único Em pares ou cadeia curtas

Varios são termofilos

Saprófitas encontrados no solo

Restos de vegetais em decomposição...

Um especie produz endosporo !!

Microminospora Microbispora Thermobispora

Thermoactinomyces Thermonomonospora

Gram + / com pequena % de GC

E desprovidas de parede celular

(micoplasmas)

Gram +

(somente relacionamento filogenético) Sem parede celular

Elevado teor de GC

Pleiomorficos

Células pequenas

(as menores possiveis ainda capazes de vida livre)

Cocoide de no minimo

Estruturas de 0,1 um podem ser observadas

Em meio de cultura

A falta da parede celular pode ser compensa em parte pela presença de esteróis ! Que torna a membrana mais estavel que a de qualquer procarionte …

Celulas resistem mais a pressão osmótica.

(não são sintetizadas tem de ser fornecidos no meio ou pelo hospedeiro..)

Muitos micoplasmas Só crescem em meios

Enriquecidos com esterois

Os mycoplasmas são divididos em dois grande grupos com base nesse critério

Requerem esteróis-- %GC tamanho genoma (kb)

Não requerem esteróis

Mycoplasma 23-41 600-1350 Anaeroplasma 29-33 1500-1600 Spiroplasma 25-30 940-2200 Ureaplasma 27-30 750 Entomoplasma 27-29 790-1140 Acholeplasma 27-36 1500

Mycoplasmas eram antigamente denominados:

PleuroPneumonia-Like Organisms (PPLO) Contagious bovine pleuropneumonia

Importancia economica

Causam uma series de doenças em animais domesticos (impede exportação de carne)

Alguns possuem lipoglicano

Heteropolisacarideo de cadeia longa Ligado covalentemente aos lipídeos

Similares aos LPS de gram – (mas não tem lipidio A) Ajudam também na estabilização da membrana !!

Agentes facilitadores de adesão dos micoplasmas aso receptores de superfícies de celulas animais...

O lipoglicanos também estimulam a produção de anticorpos quando injetados em animais

Celulas esperialdas

Se movem pro moviemntos rotatorios Não tem flagelos !!!

Usam Fibrilas intracelulares

Transm itido por artopodes...

Infectam plantas, mamiferos, atropodes ...etc...

Alguns causam até alteração de

Ureaplasma

Ceulas cocides

forte reação a urease

Associada a infecções do trato urinario

Já fez pedido de patente para

Criação de organismo sintetico – tendo como base Mycoplasm genitalium

SYNTHIA