O que são bactérias e onde elas ocorrem? Neste artigo você aprenderá tudo sobre a estrutura, metabolismo e ocorrência das células bacterianas. 

Célula bacteriana simplesmente explicada

As bactérias são micro-organismos pequenos e unicelulares que pertencem aos procariontes junto com as archaea . Por isso você pode entender os seres vivos que, ao contrário dos eucariotos , não possuem um núcleo celular. Em vez disso, sua informação genética (DNA) principalmente em forma de anel “nada” livremente no plasma celular. 

As células bacterianas variam em tamanho e forma. A estrutura das bactérias pode ser esférica (cocos) ou em forma de bastonete (bacilos). Embora sejam criaturas unicelulares, muitas vezes aparecem em colônias com muitos outros microrganismos. O tamanho de uma célula bacteriana pode variar entre 0,2 e 700 µm (mícrons). Além disso, as células bacterianas geralmente se reproduzem assexuadamente dividindo-se em duas células filhas idênticas (clones). 

Em contraste com os eucariontes, as bactérias são capazes de usar várias fontes de energia e colonizar habitats extremos. Definição

Uma célula bacteriana é um protócito (= células dos procariontes), o que significa que não possui núcleo. Em vez disso, as células bacterianas geralmente têm um nucleoide em forma de anel. As células bacterianas são geralmente muito menores do que as células eucarióticas. 

acúmulo de bactérias

A estrutura básica das bactérias e células bacterianas difere significativamente dos eucariotos e suas respectivas células. Você pode descobrir as diferenças, mas também as semelhanças com os eucariotos abaixo: 

forma e tamanho

O tamanho de uma célula bacteriana pode variar entre 0,2 e 700 µm (mícrons). No entanto, o tamanho médio da célula bacteriana está entre 1 e 10 µm. Para comparação: a maioria das células eucarióticas tem 10 a 30 µm de tamanho e geralmente tem um volume muito maior (até 10.000 vezes). 

Muitas vezes você encontrará três formas nas células bacterianas: esférica, em forma de bastonete ou parafusada. Bactérias esféricas também podem ser chamadas de cocos . Eles ocorrem tanto individualmente quanto em agregados celulares, por exemplo, em cadeias ou placas. Você pode chamar bactérias com uma estrutura em forma de bastonete . Eles também podem ocorrer individualmente ou formar cadeias. A terceira forma é representada pelas espirilas , como o próprio nome já sugere, são bactérias em forma de espiral, em forma de saca-rolhas. Você também pode encontrá-los individualmente ou em agregados. 

A estrutura de uma bactéria típica como a bactéria intestinal E. Coli (Escherichia Coli) é a seguinte.

parede celular

As bactérias são cercadas por uma parede celular . No entanto, as paredes celulares das células bacterianas diferem fundamentalmente das paredes celulares das plantas ou fungos. 

As paredes celulares de quase todas as células bacterianas contêm mureína . Abaixo você pode imaginar um polímero reticulado feito de açúcares e aminoácidos ( peptídeos ) (= peptidoglicano). Esta rede oferece proteção contra influências ambientais ou invasores (por exemplo, bacteriófagos) e garante estabilidade. Dependendo da estrutura da parede celular, você pode diferenciar entre bactérias gram-positivas e gram -negativas . A camada de mureína de bactérias gram-positivas é muito grande e consiste em até 25 camadas. Com a chamada coloração de Gram , a parede celular pode ser corada de roxo.Você pode imaginar que um complexo de corante especial é armazenado na parede celular e não pode ser lavado pelo tratamento com álcool. A parede celular de bactérias gram-negativas consiste em uma fina camada de mureína  e uma membrana externa adicional. Aqui o corante não pode se  acumular na parede  e é lavado pelo álcool.  

Glicocálice

O glicocálice em muitas células bacterianas fornece proteção adicional contra desidratação e bactérias hostis. Dependendo de sua estrutura, também é chamada de cápsula ou membrana mucosa e envolve a parede celular. Por baixo você pode imaginar um filme envolvente de polissacarídeos (carboidratos).

membrana celular

Semelhante às células eucarióticas, as células bacterianas têm uma membrana celular feita de fosfolipídios . Estes são organizados em uma camada dupla e as proteínas de membrana podem ser armazenadas. A membrana celular serve como uma barreira de tecido e está localizada sob a parede celular.

Em alguns locais da membrana celular também ocorrem invaginações. Você pode chamar esses  mesossomos . 

organelas celulares

As células bacterianas não possuem organelas envoltas por membranas, como o aparelho de Golgi ou o retículo endoplasmático . No entanto, as chamadas membranas intracelulares (por exemplo, nos ficobilissomas) raramente são encontradas. Eles cercam certos sistemas enzimáticos que são responsáveis ​​pela fotossíntese ou outras vias metabólicas. 

plasma celular

O plasma celular ou citoplasma em células bacterianas é composto de um componente líquido de 80% de água, o citosol e pequenas partículas insolúveis, como os ribossomos.  

Ribossomo

Os ribossomos são pequenas partículas ovais compostas de proteínas e rRNA (ácido ribonucleico). É aqui que ocorre a tradução. Por isso você pode entender a leitura da informação genética para a produção de proteínas. Os ribossomos bacterianos (70S) são menores que os ribossomos das células eucarióticas (80S). 

GOTA

Como você já aprendeu, as bactérias não contêm um núcleo. Em vez disso, eles têm um equivalente central, que você também pode chamar de cromossomo nucleoide ou bacteriano . Por baixo, você pode imaginar uma molécula de DNA principalmente em forma de anel que nada livremente no plasma celular. É aqui que ocorre a transcrição tradução de genes. Além disso, a informação genética também pode ocorrer em plasmídeos circulares em células bacterianas . Estes podem ser trocados entre as células bacterianas e, assim, fazer com que a informação genética seja transmitida.

green and black abstract painting

Flagelo

As células bacterianas têm filamentos finos de proteínas semelhantes a filamentos fora da parede celular para locomoção – os flagelos . Um motor complexo ancorado na parede celular faz com que o flagelo gire enquanto consome ATP. Você pode pensar nisso como uma hélice. O movimento ocorre em resposta a estímulos externos, como a luz. Aliás, em algumas células eucarióticas (por exemplo, espermatozóides) você encontrará estruturas análogas (flagelos) para locomoção. No entanto, eles diferem muito em sua estrutura dos flagelos das bactérias.

Segundo 

Pili (lat. pilus = cabelo) ou fímbrias são apêndices proteicos semelhantes a fios que são usados ​​para se prender a superfícies sólidas ou outras células. A chamada pílula F ou sexual é usada para comunicação célula-célula e auxilia na troca de material genético entre duas células bacterianas. 

grânulos e vesículas

Substâncias de armazenamento na forma de carboidratos, gorduras, fosfatos ou enxofre servem como fonte de carbono e energia nas células bacterianas. Eles estão contidos nos chamados grânulos . Você pode pensar neles como grãos arredondados no citoplasma, onde servem como depósitos de armazenamento. 

Além disso, você pode encontrar vesículas em células bacterianas . Você pode imaginá-los como pequenos sacos cheios de líquido cuja tarefa é transportar substâncias para fora das células. 

proliferação de bactérias

As bactérias se reproduzem dividindo suas células em duas, resultando em duas células filhas idênticas. É uma reprodução assexuada . Sob condições ideais, por exemplo, com um fornecimento contínuo de alimentos, as células bacterianas apresentam o que é conhecido como crescimento exponencial . 

As bactérias também têm a possibilidade de recombinação. Com isso, você pode significar que o genoma de uma célula é combinado com outra seção de DNA de outra célula. Desta forma, certos genes de resistência, por exemplo a antibióticos, podem ser transmitidos. 

purple cells

Vida e ocorrência de bactérias

Onde as bactérias são realmente encontradas? A resposta para isso é: quase em todos os lugares. Em contraste com os eucariontes, as bactérias são adaptadas a condições extremas (por exemplo, calor ou frio extremos, alta concentração de sal). No entanto, cada tipo individual de bactéria aceita apenas uma faixa delimitadora ( ótima ) na qual pode sobreviver e se multiplicar.

Além disso, as células bacterianas são capazes de praticar uma variedade de vias metabólicas. Algumas bactérias geram energia sem oxigênio (= anaeróbios ), algumas com ( aeróbios ). Outros podem alternar entre as duas formas. 

Também em termos de suas formas nutricionais, as bactérias são muito mais diversas do que nós, humanos. Por exemplo, existem bactérias fototróficas que realizam fotossíntese e, portanto, usam a luz como fonte de energia. As cianobactérias ou algas verde-azuladas são um exemplo, além disso, as chamadas bactérias quimioautotróficas são capazes de obter sua energia metabólica a partir de substâncias inorgânicas como amônia ( ), sulfeto de hidrogênio ( ) ou íons metálicos. Estes incluem os fixadores de nitrogênio, que tornam o nitrogênio molecular ( ) disponível para outros organismos. Eles geralmente ocorrem em simbiose com plantas .  NH_3H_2SN_2

significado de bactéria

Você provavelmente associa bactérias a doenças. Nem todas as bactérias são patógenos e existem muitas bactérias benéficas.

Aliás, nós humanos temos cerca de 10 vezes mais bactérias do que células – um número incrivelmente grande. No entanto, 99% de todos os microrganismos do nosso corpo vivem no trato digestivo, principalmente no intestino grosso, onde formam a flora intestinal . Isso suporta nossos processos digestivos. 

As propriedades especiais das bactérias também são usadas em biotecnologia e medicina. Na chamada “biotecnologia branca”, as bactérias são usadas, por exemplo, para produzir alimentos ou produtos químicos como acetona, ácido acético ou ácido lático. As bactérias também podem ser usadas para produzir medicamentos como insulina ou antibióticos. 

Teoria da endossimbionte

Com base em estudos genéticos, supõe-se que todos os três domínios (bactérias, archaea e eucariotos) tenham o mesmo ancestral. Além disso, evidências bioquímicas sugerem que certas organelas em células eucarióticas – as mitocôndrias e os cloroplastos – eram originalmente bactérias distintas. De acordo com a teoria do endossimbionte , a bactéria foi absorvida por fagocitose e não digerida. Entre outras coisas, o envelope de membrana dupla dessas organelas fala a favor dessa teoria.

Resumo:

Cromossomo bacteriano : O cromossomo bacteriano é uma molécula de DNA independente de até 1,5 mm de comprimento. Como as bactérias não possuem núcleo, seu DNA flutua livremente no citoplasma da célula bacteriana. Com base no núcleo da célula em eucariotos, o local onde o cromossomo bacteriano nada no citoplasma também é chamado de equivalente nuclear.

Citoplasma : O citoplasma inclui, por um lado, o citosol, ou seja, os fluidos dentro da célula e, por outro lado, todas as organelas celulares localizadas nele (cromossomo bacteriano, plasmídeos, ribossomos, etc.). O citoplasma é muitas vezes equivocadamente equiparado ao citosol. A água forma o principal componente do citosol com aproximadamente 70-80%, seguido por proteínas com aproximadamente 20%.

flagelo: filamentos de proteínas filamentosos e enrolados feitos de flagelina para a locomoção da célula bacteriana. Sob o consumo de ATP, os flagelos funcionam de forma semelhante a uma hélice rotativa. O número de flagelos varia dependendo do tipo de bactéria, variando de 1 a 12+. Em eucariotos, órgãos de locomoção análogos não são chamados de flagelo, mas de flagelo.

Glicocálice : filme envolvente de polissacarídeos (também conhecido como membrana mucosa) que protege a célula bacteriana da desidratação e de bactérias hostis.

mesossomo: Invaginações na membrana celular. O espaço resultante pode ser usado pela célula bacteriana para processos metabólicos especiais. No entanto, hoje em dia os mesossomos não são mais considerados organelas celulares. Alguns cientistas até duvidam de sua existência.

Pili : extensões celulares que emanam da parede celular com função de adesão (lat. adhaerere = aderir). As células bacterianas usam o pili (singular = pilus) para se ligar a outras células ou alimentos.

Membrana plasmática : A membrana plasmática ou membrana celular delimita a célula para o exterior. Devido à sua semipermeabilidade (permeável, mas apenas para certas moléculas), ainda pode ocorrer uma troca de substâncias entre o exterior e o interior da célula bacteriana.

plasmídeo: moléculas de DNA pequenas, auto-replicantes e arredondadas com informações genéticas adicionais. Comparados ao cromossomo bacteriano, os plasmídeos geralmente não contêm nenhuma informação genética que seja diretamente importante para a sobrevivência, mas sim genes de resistência que só se tornam importantes para a célula bacteriana em determinadas circunstâncias. (por exemplo, contra antibióticos ou substâncias tóxicas). Os plasmídeos podem ser trocados entre as bactérias e assim se espalhar ainda mais.

ribossomos: consistem em um complexo de RNA (ácido ribonucleico) e proteínas. A tradução, uma parte importante da biossíntese de proteínas, é realizada nos ribossomos, nos quais o mRNA é traduzido em cadeias de aminoácidos. Os ribossomos bacterianos (70S) são menores que os ribossomos das células eucarióticas (80S) e também são 10 vezes mais raros (aproximadamente 10.000 ribossomos em uma célula protocítica).

Parede celular : proteção envolvente de peptidoglicanos (mureína). A parede celular cumpre essencialmente duas funções importantes: por um lado, mantém a forma da célula e, por outro lado, protege a célula de influências externas (por exemplo, bacteriófagos ou condições ambientais desfavoráveis).