Reino Monera; a célula eucariótica e a procariótica. Classificação dos microrganismos. Estrutura e ultraestrutura da célula bacteriana.
Tipos Celulares Básicos - Tanto as células procarióticas quanto as eucarióticas possuem membranas que definem as fronteiras da célula viva, e ambas contêm informações genéticas armazenadas no DNA. - As células procarióticas se diferenciam das eucarióticas porque não possuem núcleo definido e organelas envolvidas por membrana (exceto alguns corpos simples cobertos por membrana em certos tipos de procariontes).
Células Procarióticas são suficientemente diferentes para serem separados em dois grandes grupos chamados domínio. O domínio é a categoria taxonômica mais alta, superior à categoria reino. Existem três domínios: Archaea (arqueobacteria) Bactéria (eubacteria) Eucarya procariontes - Todos os procariontes são classificados ou no domínio Archaea ou no domínio Bactéria.
Tamanho, Forma e Arranjo - Os procariontes são os menores organismos vivos. -As bactérias são grupadas pela forma: cocos (esféricos), bacilos (em bastão), espirilos (rígidos, ondulados), vibriões (em forma de vírgula) e espiroquetas (em forma de espiral).
Os arranjos das bactérias incluem grupamentos como pares, tétrades, grupos em forma de cacho de uva e em cadeias longas.
Visão Geral da Estrutura -As células bacterianas possuem uma membrana celular, citoplasma, ribossomos, região nuclear e estruturas externas.
Parede Celular - A parede celular rígida, situada por fora da membrana celular, é composta principalmente pelo polímero de peptidoglicano.
Algumas paredes celulares bacterianas são danificadas pela penicilina e pela lisozima.
As paredes celulares diferem na composição e na estrutura: Gram-positivas - camada espessa e densa de peptidoglicano, que contém ácido teicóico. Gram-negativas - camada delgada de peptidoglicano, separada da membrana citoplasmática pelo espaço periplasmático e envolta por uma membrana externa composta de lipopolissacarídeo, ou endotoxina. Nas bactérias álcool-ácido-resistentes consiste principalmente em lipídeos, alguns dos quais são verdadeiras ceras, e outros são glicolipídeos.
Membrana Celular - A membrana celular possui uma estrutura em mosaico fluido com fosfolipídeos formando uma dupla camada e proteínas espalhadas em forma de mosaico. - A principal função da membrana celular é regular o movimento de materiais para dentro e para fora da célula. - As membranas das células bacterianas também exercem funções geralmente realizadas por organelas de células eucarióticas.
Funções bactérias: de membrana em Sintetiza componentes da parede celular, ajuda na replicação do DNA, secreta proteínas, realiza a respiração e captura energia na forma de ATP
Estrutura Interna -O citoplasma é uma substância semifluida situada dentro da membrana celular. -Os ribossomos, que são formados de RNA e proteína, servem como sítios para a síntese de proteína. - A região nuclear inclui um único cromossomo grande e circular, que contém o DNA das células procarióticas, algum RNA e proteína.
- As bactérias contêm uma variedade de inclusões, entre elas, grânulos que armazenam glicogênio e outras substâncias e vesículas preenchidas com gás. - Algumas bactérias formam endósporos resistentes. O cerne de um endósporo contém material vivo e está rodeado por um córtex, por um revestimento de esporos e pelo exospório.
Ao contrário de células vegetativas, possui ácido dipicolínico e grande quantidade de íons de Ca2+ materiais armazenados no cerne contribuem para resistência ao calor e escassez de água.
Estrutura Externa -As bactérias móveis possuem um ou mais flagelos, que impulsionam a célula pela ação de anéis em seu corpo basal. - Muito do movimento bacteriano é aleatório, mas algumas bactérias apresentam quimiotaxia (movimento em direção aos atraentes e contra repelentes) e/ou fototaxia (movimento em direção à luz ou contra ela).
- Algumas bactérias possuem pili: Os pili de conjugação permitem troca de DNA, ao passo que os pili de ligação (fímbrias) ajudam as bactérias a aderirem às superfícies.
-O glicocálix inclui todos os polissacarídeos externos à parede celular bacteriana. As cápsulas impedem que as células hospedeiras destruam a bactéria; cápsulas de quaisquer espécies de bactéria possuem uma composição química específica. -A camada limosa (EPS) protege as células bacterianas da desidratação, captam nutrientes e, às vezes, liga as células, como na placa dental.
Células Eucarióticas Visão Geral da Estrutura - As células eucarióticas, que geralmente são maiores e mais complexas do que as procarióticas, são a unidade estrutural básica de organismos microscópicos e macroscópicos dos reinos Protista, Plantae, Fungi e Animalia.
Membrana Plasmática - A membrana plasmática das células eucarióticas é quase idêntica àquela das células procarióticas, exceto por conter esteróis. A função da membrana plasmática eucariótica é, entretanto, limitada principalmente a regular o movimento de substâncias para dentro e para fora das células.
Estrutura Interna -As células eucarióticas são caracterizadas pela presença do núcleo celular envolto por membrana, com um envelope nuclear, nucleoplasma, nucléolos e cromossomos (normalmente em pares) que contêm DNA e proteínas chamadas histonas. - Na divisão celular por mitose, cada célula recebe o par de cada tipo de cromossomo encontrado na célula-mãe. Na divisão celular por meiose, cada célula recebe um membro de cada par de cromossomos, e as células-filhas podem ser gametas ou esporos.
MITOSE MEIOSE Gametas ou Esporos
- As mitocôndrias, a casa de força das células eucarióticas, realizam as reações oxidativas que capturam energia na forma de ATP.
- As células fotossintéticas contém cloroplastos, que capturam energia luminosa.
(a) Um flagelo procarionte ; (b) Um flagelo eucarionte. Observar a diferença substancial entre o diâmetro destas duas estruturas. (c) movimento de um flagelo e de um cílio dos seres eucariontes
- Ribossomos eucariontes - >maiores que dos procariontes e podem ser livres ou ligados ao R.E. Os ribossomos livres fabricam a proteína a ser usada na célula; aqueles ligados ao retículo endoplasmático fabricam proteínas a serem secretadas. - O retículo endoplasmático é uma extensa rede de membranas. Sem os ribossomos (R.E. liso), o retículo endoplasmático sintetiza lipídeos; quando combinado aos ribossomos (R.E. rugoso), ele produz proteínas.
-O complexo de Golgi é um conjunto de membranas empilhadas, que recebe, modifica e embala proteínas na forma de vesículas secretoras. -Os lisossomos nas células animais são organelas que contêm enzimas digestivas, as quais destroem células mortas e digerem o conteúdo dos vacúolos. - Os peroxissomos são organelas envoltas por membrana que convertem peróxidos em água e oxigênio e às vezes oxidam aminoácidos e gorduras.
-Os vacúolos contêm várias substâncias armazenadas e os materiais englobados por fagocitose. - O citoesqueleto é uma rede de microfilamentos e microtúbulos que suporta pressões, dá rigidez às células e proporciona o movimento celular.
Estrutura Externa -A maior parte dos componentes externos das células eucarióticas relaciona-se à motilidade. Os flagelos eucarióticos são compostos de microtúbulos; o deslizamento de proteínas em sua base provoca o seu movimento. -Os cílios são menores do que os flagelos e movem-se em ondulações coordenadas. -Os pseudópodes são projeções nas quais o citoplasma flui, causando um movimento rastejante. - As células eucarióticas dos reinos dos vegetais e dos fungos possuem parede celular, assim como os protistas algáceos.
Evolução por Endossimbiose - A teoria endossimbiótica diz que as organelas das células eucarióticas surgiram dos procariontes que foram engolfados e sobreviveram para desenvolver uma relação simbiótica vivendo dentro da célula maior. - Acredita-se que as mitocôndrias, cloroplastos, flagelos e microtúbulos originaram-se de procariontes endossimbióticos. - Existem muitos exemplos de procariontes modernos vivendo endossimbioticamente dentro de eucariontes.
Movimento de Substâncias Através de Membranas - Todos os processos passivos relacionados ao movimento através da membrana envolvem a resultante do movimento de substâncias de uma região de maior concentração para outra de menor concentração. Estes processos não requerem gasto de energia pela célula.
Difusão simples Os movimentos aleatórios das moléculas as fazem espalharem-se de uma área de alta concentração para áreas de mais baixa concentração, até que finalmente estejam distribuídas igualmente no espaço disponível (isto é, até alcançarem o equilíbrio).
Osmose - A osmose é a resultante do movimento de moléculas de água através de uma membrana seletivamente permeável de uma região de menor concentração para uma de maior concentração. A pressão osmótica de uma solução é a pressão requerida para impedir tal fluxo.
Difusão facilitada Moléculas protéicas carreadoras ajudam no movimento de substâncias através da membrana celular, mas apenas baixam seu gradiente de concentração (de uma região onde sua concentração é alta para uma onde a concentração é baixa). Este processo não requer gasto de energia (ATP) pela célula.
Transporte ativo As moléculas protéicas carreadora ajudam no movimento das moléculas através da membrana. Este processo pode acontecer contra um gradiente de concentração e, conseqüentemente, requer o uso de energia (na forma de ATP) pela célula. A proteína acessória participa da função carreadora Transporte de áreas < [ ] - > [ ] Requer gasto de energia
Endocitose e Exocitose -A endocitose e a exocitose, que ocorrem apenas em células eucarióticas, envolvem a formação de vesículas de fragmentos da membrana plasmática e a fusão de vesículas com a membrana plasmática, respectivamente. -Na endocitose, assim como na fagocitose, a vesícula entra na célula. -Na exocitose, a vesícula deixa a célula, como na secreção. - A endocitose e a exocitose são importantes porque permitem o movimento de quantidades relativamente grandes de materiais através da membrana plasmática.
Questões: 1)Como as bactérias são divididas quanto à forma e arranjo? 2) Quais são as estruturas que compõe um célula bacteriana? Descreva a função de cada uma delas. 3) O que diferencia as bactérias Gram positivas das Gram negativas? Desenhe a parede celular de cada uma delas. 4)Descreva e desenhe o ciclo de formação de esporos nas bactérias. 5) Dê dois argumentos específicos que sustentem a idéia de que os procariontes foram envolvidos na evolução dos eucariontes através da endossimbiose.