As bactérias formam um grande grupo de organismos unicelulares simples e multicelulares que carecem de clorofila e que se multiplica por fissão celular. Até recentemente, todas as bactérias foram agrupadas em um único reino dos procariontes, Monera, que incluía eubactérias e arqueobactérias. As Eubactérias são famosas por terem paredes celulares muito fortes contendo peptidoglicanos. As Archaebactérias carecem de peptidoglicanos em suas paredes celulares e seus genes são semelhantes aos encontrados nas eucariontes que são as eubactérias. As diferenças são tão grandes que a maioria dos biólogos concordam que as arqueobactérias e as eubactérias devem ser atribuídos a reinos separados. No novo esquema taxonômico, as eubactérias, incluindo as cianobactérias, compõem o Reino Monera, enquanto as arqueobactérias, renomeadas Archaeas compõem o Reino Unido.
Formas das bactérias
A forma das células bacterianas é de fundamental importância na classificação e identificação de bactérias. A maioria das células bacterianas vem em três formas básicas: redonda, em forma de bastão ou em espiral. No entanto, elas apresentam uma notável variedade de formas quando vistas ao microscópio:
1. Esféricas, as bactérias são chamadas de cocos (singular: cocos).
2. Alongadas ou em formas de bastonetes são conhecidas como bacilos (singular: bacilo).
3. Células ovais são algo entre cocos e bacilos. Estas são conhecidas como cocobacilos (singular: cocobacillus).
4. Células em forma de espiral podem ser um de dois tipos: ou chamadas espirilos rígidos dada pela quantidade de espiras (singular: spirillum) ou chamadas spirochaetes flexíveis (singular: espiroqueta). As bactérias em forma de espirais são distinguidas pelo seu comprimento, o número e o tamanho das espirais e a direção da bobina, seguimentos curtos ou espirais incompletas são comuns, como forma de Vibrios, vírgula. As espiroquetas da sífilis é uma bactéria espiral típica. As doenças causadas pelas espiroquetas incluem as seguintes: a sífilis, a bouba, leptosporose e a doença de Lyme.
5. A maioria das bactérias são planas e semelhantes a caixas, mas pode variar em sua forma singular.
6. Há também bactérias fungos, conhecidas como actinomicetes que crescem como finos fios chamados hifas (singular: hifa). Uma massa ou grupo delas é conhecido como micélio. Um exemplo é a sarna Actinomyces que se assemelha a micélio fúngico. Os elementos reprodutores especializados produzem conídios (funcionamento semelhante ao dos esporos), que são eventualmente liberados no ar.
Paredes celulares de bactérias A grande maioria das bactérias tem uma parede celular de peptidoglicano contendo o chamado polímero especial. A parede celular situa-se exteriormente a membrana celular, o peptidoglicano é rígido e importante na definição da forma da célula e dar a força mecânica às células.
A parede da célula bacteriana é um biopolímero único que contém aminoácidos D e L. Sua estrutura básica é uma espinha dorsal de carboidratos de unidades alternadas N-acetil-glucosamina e N-acetil-murâmico. Os resíduos são reticulados NAM com peptídeos. O peptídeo terminal é D-alanina, embora outros aminoácidos estejam presentes como D-isômeros. Esta é a única molécula biológica que contém-aminoácidos e é alvo de numerosos antibióticos antibacterianos.
A parede celular das bactérias Gram-positivas situa-se exteriormente à membrana celular e é essencialmente constituía por peptidoglicano. Pode haver até 40 camadas de polímeros, conferindo enorme resistência mecânica a parede celular. Outros polímeros incluindo ácidos teicurônico e teicóicos também se encontram nas paredes celulares de bactérias Gram-positivas. Estas agem como antígenos de superfície.
Propriedades associadas com as paredes celulares das bactérias As bactérias podem ser convenientemente divididas em outros dois grupos, dependendo de sua capacidade em corar um cristal complexo corante iodo-violeta, quando as células são tratadas com acetona ou álcool. Esta reação é conhecida como a reação de Gram: nome de Christian Gram que desenvolveu o protocolo e coloração em 1884. Pode parecer uma forma arbitrária para a construção de um sistema de classificação. Esta reação, no entanto, revela diferenças fundamentais na estrutura de bactérias. A microscopia eletrônica mostra que as bactérias Gram-negativas e Gram-positivas têm estruturas fundamentalmente diferentes, relacionadas com a composição da parede celular, entre outras coisas.
As células com muitas camadas de peptidoglicanos podem reter um cristal complexo iodo-violeta quando tratadas com acetona. Estas são chamadas bactérias Gram-positivas e aparecem em azul-preta ou roxo quando coradas pelo método de Gram. As bactérias Gram-negativas têm apenas uma ou duas camadas de peptidoglicanos e não consegue reter o cristal complexo iodo-violeta. Estas precisam de contra-coloração com outro corante para serem vistas usando o método de Gram. Um corante vermelho fuccina diluído tal como carbol é freqüentemente utilizado.
As paredes celulares de bactérias Gram-positivas situam-se exteriormente a membrana celular e é essencialmente constituída por peptidoglicano. Pode haver até 40 camadas de polímeros, conferindo enorme resistência mecânica a parede celular. Outros polímeros que incluem ácidos teicocos e teicurônicos também se encontram nas paredes celulares de bactérias Gram-positivas. Estas agem como antígenos de superfície.
Em contraste com as células Gram-positivas, o invólucro celular das bactérias Gram-negativas é complexo. Acima da membrana celular situa-se o periplasmo. Esta área está repleta de proteínas, incluindo enzimas. Uma ou duas camadas de peptidoglicanos situam-se exteriormente ao periplasmo. As bactérias Gram-negativas são, assim, mecanicamente mais fracas do que as células Gram-positivas. Exteriormente ao peptidoglicano da parede celular das bactérias Gram-negativas encontra-se uma membrana externa. Esta tem canais protéicos – porinas – através dos quais algumas moléculas podem passar facilmente. O lado externo a membrana externa das bactérias Gram-negativas contém lipopolissacarídeos. Este fornece a estrutura antigênica da superfície das bactérias Gram-negativas e também atua como endotoxina. É esta que é responsável por provocar os sintomas dos choques das Gram-negativas se elas forem transportadas através da membrana externa.
A constituição genética de bactérias
As bactérias cromossômicas DNA estão localizadas em uma região da célula conhecida como nucleóide. As bactérias procariontes não possuem uma membrana, estão verdadeiramente ligadas ao núcleo, no entanto, elas constroem um único cromossomo circular que compõe a estrutura.
Informações genéticas adicionais podem ser efetuadas em plastídios. Estes são os círculos de DNA que estão dentro dos citoplasmas das bactérias e se replicam independentemente dos cromossomos. Os plastídios carregam genes que normalmente não são essenciais para a sobrevivência, mas que podem conferir vantagens seletivas em circunstâncias especiais. Nem todas as células bacterianas geram plastídios, mas algumas podem levar vários plastídios em uma única célula. Fatores-F são plastídios que carregam os genes que conferem resistência a antibióticos na célula.
Conteúdos da célula bacteriana e apêndices
O citoplasma de bactérias contém políssomos – um conjunto de ribossomos que traduz efetivamente o mensageiro RNA nas proteínas. Algumas bactérias também possuem corpos de inclusão dentro do citoplasma. Estes são muitas vezes recursos de armazenamento de energia. Alguns corpos de inclusão são referidos como grânulos metacromáticos, uma vez que mudam a cor de corantes utilizados para corar células. Corpúsculos de inclusão encontrados dentro de Corynebacterium diphteriae, que provoca a difteria, é um importante exemplo de grânulos metacromáticos.
Os flagelos são responsáveis pela motilidade de bactérias patogênicas e pode desempenhar um papel na produção da doença. As bactérias patogênicas Gram-negativas podem está cobertas de finos pelos chamados fímbrias (singular: fímbria) que as auxiliam na perfuração da superfície corporal. O pili pode anexar duas células bacterianas juntas: pili sexuais são necessários para a transferência de plastídios entre certas bactérias.
As células bacterianas podem conter um único flagelo e são assim escritas como monótricos (monotrichous). Se um único flagelo situa-se numa extremidade de uma célula em forma de bastonete então ele é conhecido como flagelo polar. Se a bactéria carrega um único tufo de flagelos, é dito ser lofótrica (lophotrichous, lophos – grego para uma crista). Quando o topete aparece em ambas às extremidades da célula, a bactéria é anfítrica ( amphitrichous (anfi – grego para “em cada extremidade”)). As bactérias que são completamente cobertas de flagelos seriam peritricosas (Peri em torno).
Bactérias extremofílicas e astrobiologia Algumas espécies de bactérias são extremófilas. Outras são capazes de sobreviver por longos períodos, sob condições adversas, entrando num estado de animação suspensa. Quando congeladas ou secas, tornam-se dormentes, protegendo-se com produtos químicos de proteção obtidos a partir de seu ambiente ou, se estes não estiverem disponíveis, produzindo os seus próprios. Neste último caso, quando uma colônia de bactérias começa a congelar ou secar, muitas das células quebram, descarregando seu conteúdo que incluem as proteínas, gomas e açúcares, os quais agem como protetores. Se uma colônia for suficientemente densa, suficiente material genético é liberado para permitir que algumas bactérias possam sobreviver em um estado dormente, casulos, por assim dizer, pelos restos de seus companheiros mortos. As bactérias foram relatadas a sobreviver desta maneira há 4800 anos na alvenaria de pirâmides do Peru, há 11.000 anos no estômago de um mastodonte preservado em uma turfeira em Ohio e por 18 meses sobre a superfície da Lua. Tais descobertas, embora exigindo verificações cuidadosas para a possibilidade de contaminação, promove a crença de que a bactéria pode ser capaz de viajar entre mundos em um sistema planetário ou mesmo entre estrelas. Além de entrar em animação suspensa, algumas bactérias podem sobreviver indefinidamente sob a forma de esporos bacterianos.
