Bactérias e arqueias
Em boas condições de laboratório, uma célula de E. coli pode se tornar duas em cerca de 20 minutos.
Três formas comuns
As bactérias costumam ser descritas pela forma. As arredondadas são cocos (no singular, coco). As que têm forma de bastonete são bacilos. As curvas recebem vários nomes: uma curva em forma de vírgula é um vibrião, uma espiral rígida é um espirilo e uma espiral flexível é uma espiroqueta. A forma, sozinha, não revela a espécie, mas é uma das primeiras características que um microbiologista observa ao microscópio.
O que há dentro de uma bactéria
Uma célula bacteriana não tem núcleo. Seu DNA fica em uma região chamada nucleoide, e a maioria das bactérias tem um único cromossomo circular, embora haja exceções com cromossomos lineares. O citoplasma é rico em ribossomos que produzem proteínas. Ao redor dele há uma membrana plasmática e, em torno dela, a maioria das bactérias tem uma parede celular com peptidoglicano, uma rede de açúcares e cadeias curtas de proteínas. Algumas bactérias também têm uma cápsula viscosa fora da parede, flagelos semelhantes a chicotes para nadar e pili curtos, semelhantes a pelos, para aderir a superfícies.
Fissão binária
A maioria das bactérias se reproduz por fissão binária, uma divisão simples em duas. Primeiro, a célula cresce e produz mais de tudo que há em seu interior. A cópia do cromossomo começa em um ponto, a origem de replicação, e avança nos dois sentidos ao redor do círculo até completar as duas cópias. Uma proteína chamada FtsZ se reúne então em um anel, o anel Z, no meio da célula. Outras proteínas se juntam a ele, uma nova parede e uma nova membrana crescem para dentro formando um septo divisor, e a célula se separa em duas células-filhas, cada uma com uma cópia completa do genoma. A reprodução dos procariontes é sempre assexuada, embora as bactérias troquem genes por outras vias.
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A fissão binária não é a única forma. Algumas cianobactérias acumulam muitos nucleoides ao longo de um filamento e depois se separam em muitas células novas de uma vez, o que se chama fragmentação. Outras bactérias desenvolvem uma extensão estreita em uma extremidade, cuja ponta incha e forma uma célula menor, um broto. A bactéria gigante Epulopiscium desenvolve várias células-filhas dentro da célula-mãe, que depois se rompe e as libera.
A importância das bactérias vai muito além do laboratório. As cianobactérias realizam a mesma fotossíntese com liberação de oxigênio das plantas e algas. Rizóbios nos nódulos radiculares de ervilhas e feijões transformam o nitrogênio gasoso do ar em amônia, que a planta pode incorporar a proteínas. Inúmeras outras decompõem matéria morta no solo e na água. Algumas causam doenças, por isso nas próximas unidades você verá com que rapidez crescem e como os cientistas aprenderam a reconhecê-las.
Arqueias
As arqueias parecem bactérias ao microscópio: células individuais sem núcleo. Porém, têm uma história evolutiva distinta e diferem em genes, química, paredes celulares e membranas. Suas paredes não contêm peptidoglicano; algumas arqueias metanogênicas têm uma substância semelhante chamada pseudopeptidoglicano. As arqueias vivem em quase todos os ambientes, inclusive em lugares muito quentes, muito frios, muito ácidos ou muito básicos. Os anéis coloridos da piscina Morning Glory, uma fonte termal do Parque Nacional de Yellowstone, vêm de diferentes comunidades microbianas que vivem em temperaturas distintas da água.
| Bactérias | Arqueias | |
|---|---|---|
| Núcleo | Não | Não |
| Peptidoglicano | A maioria possui | Não |
| Tamanho típico | Cerca de 1 µm | Semelhante |
| Ambientes extremos | Algumas | Muitas |
- Formas: cocos (arredondados), bacilos (bastonetes), formas curvas.
- Sem núcleo; DNA no nucleoide; parede de peptidoglicano na maioria das bactérias.
- Fissão binária: cópia do DNA, anel de FtsZ, septo, duas células.
- Arqueias: sem peptidoglicano, muitas em ambientes extremos.
| Coco | Bactéria arredondada. |
| Bacilo | Bactéria em forma de bastonete. |
| Nucleoide | Região de uma célula procariótica que contém o DNA. |
| Peptidoglicano | Rede de açúcares e peptídeos curtos na parede da maioria das bactérias. |
| Fissão binária | Divisão de uma célula em duas células iguais. |
| FtsZ | Proteína que forma o anel Z onde a célula se divide. |
- Uma bactéria em forma de bastonete é chamada de…
- bacilo
- coco
- espirilo
- vibrião
- Onde fica o DNA de uma bactéria?
- No nucleoide
- Em um núcleo
- Na parede celular
- No flagelo
- Qual substância está na parede celular da maioria das bactérias, mas não das arqueias?
- Peptidoglicano
- Celulose
- Quitina
- Queratina
- Qual proteína forma o anel onde uma bactéria em divisão se separa em duas?
- FtsZ
- RuBisCO
- Hemoglobina
- Actina muscular
- Coloque as etapas da fissão binária em ordem.
- Uma célula se divide a cada 20 minutos. Quantas gerações correspondem a 3 horas?
- Partindo de uma célula, quantas células existem após essas 9 gerações?
- Cianobactérias que dividem um filamento em muitas células novas de uma vez se reproduzem por…
- fragmentação
- brotamento
- fissão binária
- mitose
- Onde são encontradas arqueias?
- Quase em toda parte, inclusive em fontes termais e lugares muito ácidos
- Apenas no intestino humano
- Apenas nas profundezas do mar
- Apenas em folhas de plantas
- A reprodução dos procariontes é sempre…
- assexuada
- sexuada
- apenas por esporos
- por meiose
Fontes deste curso (15)
- OpenStax Microbiology 1.1 What Our Ancestors Knew (fermented drink from rice, honey and fruit in Neolithic China by 7000 BC, Saccharomyces cerevisiae in bread, Leeuwenhoek 1675 "animalcules" in rain water, Golden Age of Microbiology 1857 to 1914; openstax.org/books/microbiology/pages/1-1-what-our-ancestors-knew)
- 1.3 Types of Microorganisms (about 100 µm to see with the eye, animal cell about 10 µm, bacteria about 1 µm, viruses about 100 nm, three domains, coccus/bacillus/spirillum, archaea without peptidoglycan and in extreme places such as Morning Glory pool, protists, algae, diatoms 2 to 200 µm, protozoa with cilia, flagella or pseudopods, fungi with chitin walls, more than 1000 yeast species, molds and penicillin, helminths, prions about one-tenth of a virus; .../1-3-types-of-microorganisms)
- 3.1 Spontaneous Generation (Aristotle, van Helmont's mice recipe of 3 weeks, Redi 1668 with six jars, Needham 1745, Spallanzani, Pasteur 1858 gun-cotton filter, swan-neck flasks, Alhumbert Prize 1862, 1864 lecture; .../3-1-spontaneous-generation)
- 3.2 Foundations of Modern Cell Theory (Semmelweis 1847, 10 to 20 percent vs 1 percent, chlorinated lime; Snow; Pasteur 1856 fermentation; Lister 1867 carbolic acid; Koch's postulates; .../3-2-foundations-of-modern-cell-theory)
- 6.1 Viruses (acellular, obligate intracellular parasites, DNA or RNA never both, capsid, envelope, spikes, helical/polyhedral/complex, 20 nm to 900 nm, Ivanovski 1892 with the Chamberland filter of 1884, pore 0.1 µm, Beijerinck 1898 and virus = poison, Stanley 1935, host range, bacteriophages, FDA 2006 phage spray on lunch meats; .../6-1-viruses)
- 9.1 How Microbes Grow (binary fission, FtsZ Z ring, generation time, E. coli 20 minutes, human generation 25 years, M. tuberculosis 15 to 20 hours, M. leprae 14 days, 2^48 = 281,474,976,710,656 after 24 h at 30 minutes, Nn = N0 2^n, lag/log/stationary/death, budding, fragmentation, Epulopiscium; .../9-1-how-microbes-grow)
- Royal Society: Philosophical Transactions 12:821-831, published 25 March 1677, Leeuwenhoek's Dutch letter of 9 October 1676 "concerning little animals" (doi.org/10.1098/rstl.1677.0003)
- Royal Society archive EL/L1/22 (letter to Oldenburg dated at Delft, 18 pages, partial translation by Oldenburg)
- Royal Society blog "Celebrating Leeuwenhoek", 2023 (first letter via de Graaf, Phil. Trans. 19 May 1673; 190 letters in fifty years; died 26 August 1723 aged 90)
- N. Lane 2015, Phil. Trans. R. Soc. B 370:20140344 (upwards of 1,000,000 creatures in a drop of pepper-water; letter read aloud over several sessions)
- Lens on Leeuwenhoek, letter L-040 (Oldenburg printed less than half; Hooke succeeded later in 1677)
- CDC MMWR 53(34):783, 2004, 150th Anniversary of John Snow and the Pump Handle (31 August 1854, handle removed 8 September 1854, Vibrio cholerae isolated 1883; cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5334a1.htm)
- CDC History of Smallpox and Smallpox timeline (Jenner 1796; 33rd World Health Assembly declared the world free of smallpox on 8 May 1980; cdc.gov/smallpox/about/history.html)
- American Chemical Society, Discovery and Development of Penicillin landmark (Fleming 1928 at St Mary's Hospital London, paper June 1929, Florey and Chain at Oxford from 1939; acs.org/education/whatischemistry/landmarks/flemingpenicillin.html)
- Fleming 1929, Br J Exp Pathol 10:226. Sender, Fuchs and Milo 2016, PLoS Biol 14:e1002533 (3.8 × 10^13 bacteria and 3.0 × 10^13 human cells in a 70 kg reference man, ratio about 1.3, bacteria about 0.2 kg).
Data de verificação: 2026-10-17