REINO MONERA

1. INTRODUÇÃO

 As principais características dos Moneras são:unicelulares; procariontes (isto é, possuem célula procariótica, desprovida de núcleo organizado e organelas membranosas);

·         metabolismo autótrofo (fotossintetizantes ou quimiossintetizantes) ou heterótrofo;
·         aeróbicos ou anaeróbicos.

 Os seres do Reino Monera são sempre unicelulares, embora em muitos casos se mostrem como coloniais, formando aglomerados celulares. Nas cianobactérias particularmente, esses aglomerados são, por vezes, tão bem organizados que aparentam ser organismos pluricelulares filamentosos.

Comece a conhecer o Reino Monera 

assistindo ao vídeo sobre as bactérias:

"Tudo sobre Bactérias - Programa Discovery na Escola (Discovery Channel)

2. INTEGRANTES: ARCHAEA e BACTERIA (eubactérias) 


Separação dos moneras em dois grupos, Bacteria e Archaea (geralmente anaeróbicos quimiossintetizantes), ocorreu na década de 1970, graças as descobertas do microbiologista Carl Woese, utilizando comparação genética. Por meio de estudos comparativos de sequências de DNA que codificavam RNAr de diferentes seres, foram definidos 3 grandes domínios incluindo todos os seres do Planeta. Assim, de acordo com a proposta de Woese, os seres poderiam ser agrupados em três grandes domínios: Bacteria (anteriormente denominados eubactérias), Archaea (ou arqueas, anteriormente denominadas “arqueobactérias”) e Eucarya (eucariontes). Estes três domínios teriam derivado de um hipotético ancestral comum de todas as células.
                          

REINO MONERA
ARCHAEA	BACTERIA
Termofílicas Halofílicas Metanogênicas	bactérias cianobactérias

3. ARCHAEA

             Ao contrário das bactérias, as Archeas não têm parede celular de peptidoglicano e o flagelo de arquea tem composição química diferente. Além disso, existem  Archaea que não exibem parede celular (Thermoplasma). Eventualmente, algumas Archaea exibem uma camada proteica adicional ao redor da parede celular, ou compondo a própria parede, denominada “camada S”, em um estado cristalizado. 

As proteínas de membrana podem ser também bastante diferentes daquelas observadas em outros tipos celulares. Veja algumas diferenças:

REINO MONERA
ARCHAEA	BACTERIA
- Menor grupo. - Maioria habita ambientes extremos: halófilas, termófilas e metanogênicas. - Membrana plasmática composta por associação  de glicerol-éter e sulfolipídios. - Parede celular de proteínas, glicoproteínas ou polissacarídeos complexos. - Ribossomos 70S. - RNApolimerase mais complexa - 8 tipos.	- Maior grupo. - Habitam o solo, superfície das águas e tecidos de outros seres (vivos ou em decomposição) Pequeno número de espécies habita ambientes de condições extremas. - Membrana composta por fosfolipídeos e colesterol. - Ribossomos 30S e 60S.; - RNA polimerase - de 4 tipos.

                 A maioria é encontrada em poucos ambientes terrestres e aquáticos pouco favoráveis, tais como lagos extremamente salinos, ambientes estritamente anaeróbios e/ou ambientes extremamente quentes. O conhecimento sobre este grupo vem mostrando que as características apresentadas por alguns Archaea parecem refletir as condições da Terra primitiva, quando tal domínio começou a evoluir como um ramo filogenético distinto. Ao que parece, várias arqueas conservaram, mais do que as eubactérias, estas características fisiológicas primitivas, o que seria responsável pela distribuição atual no Planeta. Assim, as Archaea compreendem um grupo heterogêneo de microrganismos que podem ser caracterizados, em sua maioria, como habitantes de ambientes inóspitos, geralmente crescendo em condições consideradas até então como extremas e limítrofes para a vida.  De modo geral, e pelo fato da maioria das Archaea conhecidas serem isoladas de ambientes quentes, salinos e/ou anaeróbios, este domínio é didaticamente dividido em três grupos: termofílicos, halófilos e metanogênicos. No entanto, vale relembrar mais uma vez que dados mais recentes mostram ampla distribuição geográfica e ecológica desse grupo de organismos. Archaea podem ser encontradas nos mais diversos ecossistemas, desde ambientes aquáticos frios até no sistema digestório de animais, incluindo o homem e tecidos vegetais. 
               Atualmente, sabemos que estes seres são importantes membros da microbiota aquática de regiões frias do planeta. Ao que parece, as Archaea podem corresponder a até 34% da biomassa procariótica das águas costeiras superficiais da Antártida.


Termofílicas: Suportam viver em ambientes com temperatura elevada, Pyrolobus fumarii foi isolada de uma fenda no Oceano Atlântico, a uma profundidade de 3.650 metros, numa faixa de temperatura em torno de 113°C. A termofilia requer adaptações fisiológicas especializadas, pois as proteínas e ácidos nucleicos não podem ser desnaturados e a membrana deve manter-se funcional nestas temperaturas. Uma característica das proteínas de termofílicos refere-se à substituição de aminoácidos mais flexíveis por aqueles que conferem maior rigidez à molécula. Além disso, as termófilas podem conter enorme número de chaperonas, que garantem o dobramento correto das proteínas nas temperaturas mais elevadas.
    As termófilas podem ser encontradas em fontes geotérmicas, fontes vulcânicas (que expelem vapores e compostos sulfurados), fontes termais marinhas, onde erupções vulcânicas elevam a temperatura para mais de 100°C. 

Fonte termal marinha. Disponível em: http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=6101

Halofílicas: Este grupo habita locais hipersalinos. Embora ambientes salinos sejam comuns, os hipersalinos são raros, encontrando-se em áreas quentes e secas do mundo (lagos salgados, salinas, Mar Morto). Nestes ambientes, as células tenderiam a perdem água por osmose, devido à elevada concentração externa de sal, mas as halofílicas têm uma adaptação fisiológica: acumulam sais em seu citoplasma. O gênero Halobacterium bombeia grande quantidade de K+ para o interior da célula, superando a concentração externa de Na+, mantendo assim o equilíbrio osmótico. Algumas espécies exibem bombas de cloro, e constantemente bombeiam este íon para o interior da célula.

A quantidade de sal no Mar Morto é tal que é possível se manter facilmente na superfície. Comparando-o com a concentração média de outros oceanos em que o teor de sal, por 100 ml de água, não passa de 3 g, no Mar Morto fica entre 30 a 35 g de sal/100 ml de água, ou seja, dez vezes superior.

Acúmulo de sal

Metanogênicos: Este foi o primeiro grupo de Archaea descrito, sendo único por sua capacidade de sintetizar metano (CH4). São organismos quimiolitotróficos ou quimiorganotróficos e, via de regra, são anaeróbio estritos, com enorme sensibilidade ao oxigênio.Têm distribuição geográfica ampla, sendo encontrados no intestino de ruminantes, em cupins, em lagoas, lodos de esgoto, etc. 

  4. BACTERIA

     Esse é o maior grupo de moneras e inclui bactérias e cianobactérias. 

4.1. BACTÉRIAS


A bioquímica variada das diferentes espécies de bactérias está relacionada à sua sobrevivência em quase todos os ambientes, muitas vezes em circunstâncias onde somente moléculas muito simples estão disponíveis para o metabolismo de base. Constituem os seres mais disseminados pela face da Terra, vivendo nos mais variados ambientes – aéreo, terrestre, aquático.

TEMPERATURA

INFLUÊNCIA NA MANUTENÇÃO DEBACTÉRIAS

Abaixo de 6ºC

As bactérias não se multiplicam, mas não morrem.

Entre 7ºC e 16ºC

As bactérias multiplicam-se lentamente.

Entre 17ºC e 50ºC

As bactérias multiplicam-se rapidamente.

Entre 51ºC e 80ºC

A maior parte das bactérias morre.

Acima de 100ºC

Praticamente todas as bactérias morrem.

4.1.1 MODO DE VIDA

* Saprófitas: vivem às custas da matéria orgânica livre no ambiente, em decomposição. Ex.: bactérias que decompõem a serrapilheira na Mata Atlântica.
* Comensais: vivem às custas da matéria orgânica viva, associadas a seres dos quais retiram nutrientes, porém não há prejuízo nem benefício àquele ser que hospeda esta categoria de bactérias. Ex.: bactérias da microbiota* intestinal.
* Parasitas: vivem às custas da matéria orgânica viva, associados a seres dos quais retiram nutrientes, prejudicando-os. Ex.: bactérias causadoras de doenças.
* Simbiontes: vivem associadas a outros seres, numa espécie de "contrato com benefícios mútuos". Ex.: bactérias da microbiota intestinal humana, bacterioriza.

* microbiota intestinal: conjunto de microrganismos que colonizam a luz intestinal; algumas são comensais, outras realizam tarefas que acabam trazendo benefícios ao homem, tal como a síntese de vitaminas e de aminoácidos essenciais. O termo substitui o antigo "flora intestinal", uma vez que "flora" designa conjunto de plantas. O termo "flora" é do tempo em que as bactérias eram estudadas pelos botânicos.

4.1.2 TAMANHO

    As bactérias são visíveis somente ao microscópio ótico, utilizando-se aumento médio de 1.000 vezes, pois a maioria das bactérias mede cerca de 1Mm (micrômetro) de diâmetro. É difícil compreender, realisticamente, esse tamanho. Podemos comparar com uma semente de feijão que, se aumentada 1000 vezes, ficaria com o diâmetro de 10 metros.

1 Mm  =  10^-3 mm

    As menores e mais simples bactérias conhecidas são as riquétsias, clamídias e os micoplasmas. 
    As riquétsias são seres tão inferiores que são consideradas por muitos biólogos como um meio-termo entre vírus e bactérias; dificilmente visíveis ao microscópio comum; como os vírus. são parasitas intracelulares. Cerca de 50 espécies de riquétsias são parasitas inócuos no trato intestinal e glândulas salivares de insetos tais como piolhos, barbeiros e carrapatos.O tifo epidêmico é causado por Rickettsia prowazekii, transmitida ao homem por piolhos – Pediculus humanus e chatos (piolho pubiano) contaminados com essas bactérias. 
    As clamídias também são parasitas intracelulares, são transmitidas aos humanos de forma direta, de pessoa para pessoa. São causadoras do tracoma (infecção nos olhos, muito contagiosa, caracterizada por inflamação das conjuntivas e da córnea, causada pela bactéria Chlamydia trachomatis) e do linfagranuloma venéreo.

Tracoma

    Os micoplasmas são menores ainda que as riquétsias, em média, do tamanho dos maiores vírus; são as menores células conhecidas. Não têm parede celular, o que torna a célula frágil e deformável, mas é também a razão para o fato de a penicilina ter pouco efeito sobre elas.

A bactéria simbionte do intestino do peixe-cirurgião Acanthurus chirurgus mede cerca 0,5 milímetro de comprimento e é visível a olho nu.

4.1.3 FORMA

Embora existam milhares de espécies bacterianas diferentes, as bactérias isoladas têm uma das 4 formas básicas: - esférica (cocos); - bastonete (bacilo); - espiralada (espirilo); - forma de vírgula  (vibrião).

Forma das bactérias livres e coloniais.

4.1.4 ESTRUTURA 

     Parede Celular
     As bactérias, com exceção de alguns grupos (uma exceção é o micoplasma), apresentam parede celular espessa e rígida envolvendo, dando forma à célula e protegendo contra choques mecânicos e osmóticos (em meio hipotônico). Essa parede é permeável, permitindo a troca de substâncias entre a célula e o meio externo. Sua constituição química é diferente da encontrada nos fungos (principalmente quitina) e nas plantas (celulose) e varia nas diferentes espécies de bactérias.

     Em 1884, o bioquímico dinamarquês Hans Christian Gram descobriu que bactérias sem uma camada de lipídios associada a polissacarídeos na parede celular absorviam o corante violeta de genciana. Tal processo, chamado coloração Gram, é usado para classificar as bactérias em Gram-positivas ou Gram-negativas. Estudos mostraram que certos antibióticos são mais eficientes contra bactérias Gram +, enquanto outros são indicados para tratamento de infecções causadas por bactérias Gram negativas.
     A parede celular das bactérias pode ser formada primariamente por uma espessa camada de peptidoglicano (moléculas de açúcar associadas a aminoácidos). As bactérias com esse tipo de parede celular, são denominadas gram-positivas (Gram +), pois retêm o corante violeta utilizado para diferenciar bactérias (método de Gram). As bactérias Gram+ são menos resistentes. 
     Em outras bactérias, a parede celular é formada por uma camada delgada de peptidoglicano e uma camada externa adicional, semelhante a uma segunda membrana plasmática formada por lipídios unidos a polissacarídeos, formando lipopolissacarídeo. Essas bactérias são denominadas gram-negativas, pois não retêm o referido corante. Essas bactérias são mais resistentes à penicilina e outros antibióticos. O antibiótico penicilina provoca a morte da célula bacteriana, pois interfere na síntese do peptidoglicano, e as bactérias não conseguem sobreviver sem a parede celular para protegê-las. A penicilina é mais efetiva contra as bactérias
gram-positivas.

      Membrana plasmática

      Sob a parede celular, encontra-se a membrana plasmática, lipoprotéica, com estrutura espacial na forma de "mosaico fluido", a mesma das demais células. Na face interna da membrana plasmática encontram-se várias enzimas relacionadas com o metabolismo bacteriano. 

      Citoplasma

      O citoplasma das bactérias é formado por água e diversas substâncias inorgânicas e orgânicas; não apresenta microtúbulos e microfilamentos formando um citoesqueleto, como ocorre no citoplasma das células eucarióticas. Dentre as organelas citoplasmáticas presentes nas células eucarióticas, apenas os ribossomos ocorrem também nas células procarióticas; as organelas membranosas não estão presentes. A única estrutura membranosa presente no citoplasma da maioria das bactérias é o mesossomo, que corresponde simplesmente a uma invaginação da membrana plasmática. Os mesossomos aumentam a superfície da membrana e atuam como locais de concentração de enzimas, principalmente daquelas relacionadas ao processo de respiração; além disso, o DNA da bactéria está, em geral, ligado ao mesossomo.

       Imerso no citoplasma, encontra-se o material genético (cromossomo), formando uma estrutura denominada nucleoide. O cromossomo é uma molécula circular de DNA, não associada a proteínas. Nas células eucarióticas, o cromossomo não é circular, e o DNA associa-se a proteínas. Além disso, os cromossomos das células eucarióticas encontram-se no interior do núcleo, separados do citoplasma pela carioteca. A carioteca é ausente em todos os procariontes.

        Além do nucleoide (DNA principal), podem ocorrer no citoplasma das células bacterianas, moléculas menores e circulares de DNA - os plasmídeos (plasmídio = pedaço de DNA circular que está dentro do nucleóide; epissoma = pedaço de DNA que está fora do nucleóide) O plasmídio é autonômo, duplica-se independentemente do DNA do nucleóide.

        Dependendo do tipo de bactéria, pode haver um ou muitos plasmídeos por célula. Os plasmídeos não têm os genes essenciais para o funcionamento da célula, mas podem apresentar genes que comandam a síntese de proteínas capazes de degradar as moléculas dos antibióticos, conferindo resistência às bactérias.

       Cápsula 

       Nas células bacterianas pode haver, externamente à parede celular, uma cápsula formada por substâncias viscosas, produzidas pela própria célula. A cápsula não é um componente obrigatório. Essa cápsula atua como envoltório protetor, dificultando a fagocitose por parte dos glóbulos brancos, aumentando o poder infectante nas espécies patogênicas. Nestas, a perda da cápsula pode diminuir ou mesmo eliminar seu poder infectante. Além de conferir uma proteção extra à bactéria contra a penetração de vírus e contra o ataque de glóbulos brancos, a cápsula facilita a adesão da bactéria em vários tipos de superfícies – inclusive nos dentes, no caso das bactérias que provocam a cárie.

       A maior parte das cápsulas é formada por polissacarídeos, embora existam cápsulas formadas por polipeptídeos ou outros compostos. 
       A constituição química da cápsula é altamente específica. Por exemplo, existem cerca de 70 tipos diferentes de pneumococos, identificados com base em pequenas alterações na composição química das cápsulas.

                                         Bacilo - desenho de Eliz Garcia Ferreira (2013)

     A estrutura dos flagelos das bactérias é diferente da dos flagelos das células eucarióticas. Os flagelos bacterianos são formados por proteína, denominada flagelina, enquanto os das células eucarióticas são centríolos modificados e alongados, envoltos por membrana plasmática. Os centríolos são estruturas ausentes nas células procarióticas.       Flagelo bacteriano
       As bactérias podem ou não apresentar movimentos; as que se movimentam o fazem através de flagelos ou por deslizamento. Os flagelos ocorrem principalmente nos bacilos e nos espirilos, podendo haver um ou mais flagelos por célula.

      Fímbria

    Algumas bactérias podem apresentar fímbrias (ou Pili), estruturas menores e mais numerosas que os flagelos e que não desempenham nenhum papel relativo à mobilidade, podendo ocorrer tanto em bactérias móveis como em imóveis. As funções das fímbrias parecem estar associadas à adesão das células bacterianas às diferentes superfícies de contato. Há uma fímbria especial – a fímbria sexual, cuja função é a de formar uma ponte citoplasmática entre bactérias em processo de conjugação (troca de material genético entre bactérias).

4.1.5 NUTRIÇÃO 

        A maioria das bactérias é heterótrofa por absorção, retirando moléculas orgânicas do ambiente (saprófitas) ou de seres vivos que parasitam (parasitas), ou ainda a partir de uma relação de simbiose (por exemplo, nas raízes das leguminosas).
       Algumas são autótrofas por fotossíntese (usam a energia luminosa para sintetizar compostos orgânicos) ou por quimiossíntese (usam energia de reações químicas para produzir compostos orgânicos – nitro, sulfo e ferrobactérias). As bactérias fotossintetizantes possuem um pigmento chamado bacterioclorofila, quimicamente semelhante à clorofila das células vegetais. As cianobactérias possuem clorofila idêntica à encontrada nas plantas. A fotossíntese bacteriana é diferente da realizada pelas plantas. Em primeiro lugar, não há consumo de H₂O como fonte de H para a síntese de glicose; em segundo, não libera O₂. 

Fotossíntese das plantas:

6CO₂ + 12H₂O  __energia luminosa ®   C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂

Fotossíntese de bactérias:

6CO₂ + 12H₂S __energia luminosa ® C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 12S

Observações: a fotossíntese dessas bactérias utiliza gás sulfídrico como fonte de H para a síntese de glicose; utiliza o pigmento bacterioclorofila para a captura da energia luminosa e não libera oxigênio.

As bactérias quimiossintetizantes utilizam a energia de reações químicas, em vez de energia luminosa, para a síntese de matéria orgânica a partir da matéria inorgânica. Elas utilizam energia obtida pelas reações de oxidação de compostos inorgânicos, que realizam previamente.

Nitrobacter, sulfobactérias e ferrobactérias são quimiossintetizantes  e vivem em fontes de águas termais ou no solo, onde encontram substratos minerais para as suas reações iniciais de oxidação. 

Nitrobacter e Nitrosomonas participam da reciclagem do N no planeta.

Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Nitrogen_Cycle_pt.png

Nitrobactérias: oxidam nitrito em nitrato, são bactérias que vivem no solo, o NO₃ formado é absorvido pelas raízes das plantas. Esse NO₃ é reduzido no interior da planta e transformado em matéria orgânica nitrogenada, como aminoácidos e proteínas.

NITRATAÇÃO

2NO^-₂ + O₂   ®  2NO₃^- + 2H⁺ + ATP

                                        nitrito                    nitrato

Nitrosomonas e Nitrosococcus: oxidam amônia (gasoso; ou amônio - NH4 dissolvido em água) em nitrito:

NITROSAÇÃO

 2NH₃ + 3O₂   ®   2NO₂  + 2H⁺ + 2H₂O  + ATP

                               amônia (gasoso)                     nitrito

Sulfobactérias: oxidam o gás sulfídrico em duas etapas:

 2H₂S + O₂ ® 2H₂O +2S + ATP 

Numa segunda etapa, elas oxidam o S liberado na primeira reação e que está acumulado no citoplasma, produzindo ácido sulfúrico e ATP.

2S + 2H₂O + 3O₂   ® 2H₂SO₄ + ATP

    Depois utilizam o ATP para construir glicose: 6CO₂ + 6H₂O ® C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Ferrobactérias: 2FeCO₃  + 3H₂O + ½ O₂   ®  2Fe(OH)₃ + 2CO₂ + ATP

4.1.6 RESPIRAÇÃO 

A respiração celular é o processo através do qual os seres vivos conseguem energia para realizar suas atividades, oxidando compostos orgânicos – a glicose. A maioria dos seres usa o O₂ para extrair energia da glicose – é a respiração aeróbica (do grego ero = ar).

Outros seres, porém, podem conseguir energia sem usar O₂ – através da respiração anaeróbica. Esse processo é usado, por exemplo, por bactérias que vivem no solo ou em águas estagnadas, onde o suprimento de oxigênio é escasso. Os produtos finais da respiração anaeróbica são o CO₂ e uma substância usada como reagente em lugar do O₂. Por exemplo, certas bactérias do solo, chamadas desnitrificantes, como Pseudomonas, usam nitratos na respiração anaeróbica e liberam nitrogênio molecular (N₂) para o ar. À transformação dos nitratos em N₂ dá-se o nome de desnitrificação.

Algumas bactérias também podem obter ATP sem utilizar de O₂, através de outros processos anaeróbicos como a fermentação (é o metabolismo anaeróbico de carboidratos chegando-se a ácido acético: fermentação acética, Acetobacter (vinagre) oxida álcool etílico em ácido acético e a ácido láctico: fermentação láctica, Lactobacyllus - iogurte) e a putrefação (é  o metabolismo anaeróbico de obtenção de ATP a partir de  proteínas e lipídios) que não podem ser considerados como respiração anaeróbica. A palavra respiração é empregada em todo processo de síntese de ATP que envolve a cadeia respiratória.

  

As bactérias podem ser divididas, quanto à respiração, em 3 grupos:

        aeróbicas: dependem do O₂ para conseguir energia:

Respiração aeróbica

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 38 ADP + 38 Pi    ®   6 CO₂+ 6 H₂O +  38 ATP

     anaeróbicas 
     
     Anaeróbicas facultativas: vivem com ou sem O₂; se houver O₂ no ambiente, podem realizar respiração aeróbica; caso contrário, sobrevivem à custa de processos anaeróbicos. As bactérias anaeróbicas também  podem obter energia através da fermentação  e da putrefação. Na fermentação, a obtenção de energia é feita pela degradação parcial de carboidratos, chegando-se a ácido acético (fermentação acética), a ácido láctico (fermentação láctica) ou a álcool etílico (fermentação alcoólica). A putrefação é o processo anaeróbico que degrada proteínas ou lipídios. A quantidade de energia obtida é sempre inferior à da respiração aeróbica.

Fermentação láctica

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2Pi  ®  2 C₃H₆O₃ (ácido láctico) + 2 ATP

Fermentação alcoólica

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2Pi  ® 2 C₂H₅OH (álcool etílico) + 2 CO₂+ 2 ATP

        Anaeróbicas obrigatórias (restritas): não têm enzimas para o aproveitamento de O₂ e, por isso, morrem a partir de determinada concentração de O₂, tais como algumas bactérias do solo, algumas bactérias do fundo do mar e algumas bactérias patogênicas (causadoras de doenças).

Ex.: Clostridium tetanii é anaeróbica restrita. O hábito de colocar água oxigenada (H_²O_²) sobre ferimentos faz liberar O2 pela ação da catalase (uma peroxidade) liberada dos peroxissomos das células lesadas –2 H_²O_² + catalase  = O_² +2 H_²O.

     A respiração anaeróbica envolve um receptor de elétrons diferente do oxigênio e existem vários tipos de bactérias capazes de usar uma grande variedade de compostos como aceptoras na respiração: compostos nitrogenados, tais como nitratos e nitritos, compostos de enxofre, tais como sulfatos, sulfitos, dióxido de enxofre e mesmo enxofre elementar, dióxido de carbono, compostos de ferro, de manganês, de cobalto e até de urânio. No entanto, para todos estes, a respiração anaeróbica só ocorre em ambientes onde o oxigênio é escasso, como nos sedimentos marinhos, lacustres ou naqueles próximos de nascentes hidrotermais submarinas.

     Veja o caso das bactérias do gênero Desulfovibrio, que utilizam sulfato como composto aceptor:

Respiração anaeróbica em Desulfovibrio desulfurican

2C₃H₅O₃^-  +  SO₄^2-   Æ     2C₂H₃O₂^-  +  2CO₂  +  HS^-  +  2ATP

                                               lactato          sulfato               acetato

Respiração anaeróbica de bactéria desnitrificante

C₆H₁₂O₆  +  4 NO₃^-    Æ   6CO₂  +  6H₂O  +  2N₂  +  energia

                                                                             nitrato

        

4.1.7 REPRODUÇÃO 

 ASSEXUADA

         As bactérias reproduzem-se por um mecanismo assexuado em que uma bactéria dá origem a outras duas, geneticamente idênticas. Esse tipo de reprodução assexuada pode ser denominado bipartição ou cissiparidade, embora não seja semelhante à mitose dos eucariontes, pois não há condensação dos cromossomos, não há formação de fuso mitótico (os microtúbulos são ausentes nos procariontes) e não há carioteca. Na divisão da célula bacteriana, o cromossomo duplica-se e se forma mais um mesossomo. Cada cromossomo fica associado a um mesossomo e entre eles verifica-se o crescimento da célula. A seguir, ocorre a citocinese (divisão do citoplasma), dando origem a duas células-filhas.

As bactérias têm alto poder de reprodução. Em algumas horas, sob condições ambientais adequadas, uma única célula pode dar origem a milhares de descendentes, todos geneticamente idênticos entre si. 

 "SEXUADA"

Alterações genéticas nas bactérias ocorrem por mutação e, em alguns casos, por transmissão de material genético durante a recombinação genética, podendo ocorrer através de três mecanismos distintos: 

- conjugação; 

- transformação e

-  transdução. 

Destes, a conjugação bacteriana é o mecanismo mais frequentemente utilizado pelas bactérias. A conjugação bacteriana foi descoberta quando duas variedades geneticamente diferentes da bactéria Escherichia coli foram cultivadas juntas em laboratório. Os pesquisadores verificaram que, com alguma freqüência, células de uma variedade uniam-se temporariamente com células da outra variedade, através de uma ponte citoplasmática. Analisando o processo com mais detalhes, pode-se constatar que em uma das células, denominada doadora ou macho(é dito F+),, ocorre duplicação de parte de seu cromossomo. Essa porção duplicada (o fator F) separa-se do cromossomo original e passa, através da ponte citoplasmática, para a outra célula, que é denominada receptora ou fêmea (não contém o fator F = fertilidade, é dita F-). Essa porção do cromossomo une-se ao cromossomo da célula receptora, que fica, então, com constituição genética diferente. Essa bactéria “recombinante” pode dividir-se assexuadamente várias vezes, formando um clone geneticamente distinto dos produzidos pelas bactérias “não-recombinantes”.

A conjugação é considerada uma forma de reprodução sexuada, uma vez que ocorre recombinação de genes entre indivíduos, o que aumenta a variabilidade genética de uma espécie.

Na transformação uma bactéria pode absorver DNA livre do meio ambiente (proveniente de outra bactéria morta) e incorporá-lo ao seu material genético.

A transdução ocorre quando um vírus, bacteriófago, ao se reproduzir por lisogenia dentro de bactérias, pode sair contaminado por pedaços de DNA bacteriano, transportando-as para outra bactéria.

4.1.8 FORMAÇÃO  de ESPOROS

      Algumas bactérias formam, em condições adversas, estruturas resistentes chamadas esporos, que suportam condições críticas de temperatura e falta de água que normalmente levariam à morte. Essas estruturas são células de parede resistente, com pouca água no citoplasma, metabolismo reduzido; nesse caso a bactéria fica latente, com as funções vitais reduzidas ao mínimo. Quando as condições do meio voltam à normalidade, a bactéria retoma suas atividades biológicas.


4.1.9 IMPORTÂNCIA das BACTÉRIAS

Nos ecossistemas

A maior parte das bactérias obtém seus alimentos degradando matéria orgânica morta. Essas bactérias são denominadas decompositoras ou saprófitas e, juntamente com os fungos, são responsáveis pela decomposição e reciclagem da matéria orgânica nos diferentes ambientes sendo, assim, importantíssimas para o equilíbrio ecológico de ecossistemas marinhos (talassociclo), dulcícolas (limnociclo) e terrestres (epinociclo).

                     

                     Algumas digerem a celulose no tubo digestivo dos ruminantes.

As bactérias também têm importância ecológica no chamado ciclo do nitrogênio. O nitrogênio atmosférico, antes de fazer parte de aminoácidos, proteínas e ácidos nucleicos, precisa ser transformado em substâncias aproveitáveis pelas plantas.

As bactérias do gênero Rhizobium têm notável capacidade de reter o nitrogênio livre da atmosfera, formando nitratos. Em virtude disso, elas se associam rotineiramente com plantas leguminosas (feijão, soja, ervilha, alfafa, etc), formando nódulos nas raízes dessas plantas – as conhecidas bacteriorrizas. Em cada nódulo, há muitos milhares de bactérias, as quais se nutrem dos hidratos de carbono produzidos pelas leguminosas no processo de fotossíntese, mas oferecem, em troca, os nitratos, que a planta não tem capacidade de produzir. Os nitratos constituem fonte de nitrogênio para que a planta construa seus aminoácidos e proteínas. É um caso de mutualismo. É fato comprovado que as leguminosas têm crescimento precário em solos pobres de bactérias do gênero Rhizobium.

           

                                                  A                                   B                         C

A - nódulos de Rhizobium nas raízes; B -planta em solo com bactérais Rhizobium; C - plantas em solo previamente tratado com antibióticos.

 Os compostos nitrogenados produzidos pelas bactérias dos nódulos acabam fertilizando o solo, o que favorece também as plantas não-leguminosas. Por isso certos agricultores alternam plantio de espécies não-leguminosas, como o milho, por exemplo, com o plantio de leguminosas, método conhecido como rotação de cultura. Pode-se plantar leguminosas e não-leguminosas ao mesmo tempo, em fileiras alternadas, método conhecido como plantação consorciada.

4.1.20. DOENÇAS por BACTÉRIAS

Algumas espécies de bactérias são causadoras de doenças em vários grupos de seres vivos, entre eles o grupo das plantas e dos animais, como o homem.

Para facilitar a memorização da DOENÇAS BACTERIANAS veja a dica de Renato Almeida no Canal Digital Academy:

4.2. CIANOBACTÉRIAS

- Habitat: maioria dulcícola (Anabaena cheiro e gosto desagradável à água), solo úmido, água salgada (mares), salobra (manguezais), pelos de animais (urso polar, preguiça), troncos. Algumas espécies ocorrem em fontes termais (80ºC), suportam também seca intensa e excesso de radiação solar.

- Modo de vida: autótrofas fotossintetizantes; fotossíntese semelhante à de plantas e algas protistas. Simbiontes – liquens.

- Estrutura: célula procariótica; células isoladas, outras formam colônias filamentosas com bainha mucilaginosa externa à parede celular; vacúolos gasosos envolvidos por camada proteica, e não membrana lipoprotéica, permitem flutuação na superfície para captura de luz. Ausência de flagelos e fímbrias. O aparelho fotossintético mais organizado do que o de bactérias fotossintetizantes. Pigmentos ficam em lamelas, dobras da membrana, sobre as quais há grânulos chamados cianossomas ou ficobilissomas (ficocianina –azul; ficoeritrina -vermelho). A cianobactéria utiliza, de maneira eficiente, um espectro de luz mais amplo, que não seria possível apenas com a clorofila.  

http://www.vestibulandoweb.com.br/biologia/teoria/celula.asp

Os pigmentos ficobilinas, assim como a capacidade de formar esporos resistentes, facilita o crescimento sob condições que impediriam a sobrevivência da maioria dos vegetais superiores.

- Reprodução: assexuada, por bipartição; formas filamentosas podem reproduzir-se assexuadamente por fragmentação: quebram-se em alguns pontos, dando origem a vários fragmentos pequenos chamados hormogônios, que, por divisão de suas células, darão origem a novas colônias filamentosas. Formas coloniais produzem esporos resistentes - os acinetos (armazena substâncias de reserva)., que podem destacar-se e originar novos filamentos.

Disponível em: http://mundociano.blogspot.com.br/2011/12/cyanobacteria.html

- Fixadoras de N: assim como as bactérias, têm importância ecológica, pois também fixam o N₂ do ar para a síntese de compostos nitrogenados indispensáveis à sua nutrição.  O fato de poderem fixar N₂ do ar e realizar a fotossíntese permite a sobrevivência das cianofíceas em ambientes muito simples, onde haja apenas N₂, CO₂, água, luz e poucos sais minerais. Constituem, por isso, espécies pioneiras, capazes de implantar a vida em regiões estéreis. Uma célula especial – o heterocisto, que ocorre intermitentemente ao longo da cadeia de células do filamento, cuja função é fixar nitrogênio e distribuir as outras células do filamento. Os ficobilissomos não são encontrados nos heterocistos.

     Algumas espécies liberam toxinas na água que nem os meios mais eficazes de descontaminação conseguem limpar a água. Essas toxinas podem ser do tipo hepatotoxina ou neurotoxina.