Bactéria
Keywords: Bactéria, 1683, 1828, 1894, 1977, Aeróbico, Alemanha, Alga, Alimento, Ambiente
| Bactérias | ||
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Actinobacteria
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Bactéria é um organismo unicelular, procarionte, pode ser encontrada na forma isolada ou em colonias . Pertence ao reino monera. Microrganismo constituído somente por uma célula ou seja, sem um verdadeiro núcleo celular nem organelos.
Descobertas por Anton van Leeuwenhoek em 1683, as bactérias foram incialmente classificadas entre as plantas; em 1894, Ernst Haeckel incluiu-as no reino Protista e actualmente as bactérias compôem um dos três Domínios do sistema de classificação cladístico. Vulgarmente, utiliza-se o termo "bactéria" para designar também as archaebactérias, que actualmente constituem um Domínio separado. As cianobactérias (as “algas azuis“) são actualmente consideradas dentro do domínio Bactéria.
As bactérias são normalmente microscópicas ou submicroscópicas (detectáveis apenas ao microscópio electrónico), com dimensões máximas tipicamente da ordem dos 0,5 a 5 micrómetros. Uma excepção é uma bactéria isolada no tubo digestivo de um peixe, com o tamanho do ponto final desta frase.
O estudo das bactérias chama-se microbiologia.
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História
A palavra bacterium foi introduzida pelo microbiologista alemão C.G. Ehrenberg, em 1828, que a foi buscar à língua grega, na qual "βακτηριον" significa "pequeno bastão" (em alusão às bactérias com essa forma). Louis Pasteur (1822-1895) e Robert Koch (1843-1910) foram os primeiros cientistas a descrever o papel das bactérias como vectores de várias doenças.
Como já foi referido, as bactérias foram incialmente consideradas um grupo de plantas (no sentido da taxonomia de Lineu e agrupadas com os fungos (na classe Schizomycetes) mas, mais tarde, foram agrupadas com outros organismos unicelulares, os Protista e, mais tarde, entre os procariotas. Com o advento das técnicas moleculares, em 1977, Carl Woese dividiu os procariotas em dois grupos, com base nas sequências “16S” do r-RNA, que chamou os reinos Eubacteria e Archaebacteria, mais tarde denominados Bacteria e Archaea. Alguns cientistas, no entanto, consideram que as diferenças genéticas entre aqueles dois grupos não justificam a divisão e que tanto as arquebacterias e os eucariontes provavelmente se originaram a partir de bactérias primitivas.
Morfologia e estrutura das bactérias
As bactérias classificam-se morfologicamente de acordo com a forma da célula e com o grau de agregação:
- Bacilo – em forma de bastonete (do género Bacillus)
- Cocus – de forma esférica ou subesférica (do género Coccus)
- Coloniais - de forma esférica ou subesférica e agrupadas em colónias
- Diplococus - de forma esférica ou subesférica e agrupadas aos pares (do género Diplococcus)
- Espirílio – de forma espiral (do género Spirillum)
- Vibrião – em forma de vírgula (do género Vibrio)
A estrutura da célula bacteriana é a de uma célula procariótica, sem organelos ligados à membrana celular, tais como mitocôndrias ou plastos, sem um núcleo rodeado por uma cariomembrana, com DNA organizado em cromossomas e plasmídeos circulares e com uma parede celular de estrutura complexa composta por peptidoglicanos (polímeros de carboidratos ligados a proteínas).
Quando a parede tem uma camada espessa de peptidoglicanos, a célula tinge de cor púrpura ou azul quando fixada com violeta-cristal, uma preparação conhecida como técnica de Gram (do nome do cientista Hans Christian Gram, que inventou esta técnica), e denominam-se bactérias "Gram-positivas".
Outras bactérias possuem uma parede celular dupla, em que a interna é uma fina camada de peptidoglicanos, enquanto que a exterior á formada por carboidratos, fosfolípidos e proteínas. Estas bactérias tingem de vermelho com a técnica de Gram, e denominam-se bactérias "Gram-negativas".
Muitos antibióticos, incluindo a penicilina e seus derivados, atacam especificamente a parede celular das bactérias Gram-positivas, inibindo as enzimas transpeptidase e carboxipeptidase, responsáveis pela síntese dos peptidoglicanos.
Algumas bactérias podem enquistar, formando à sua volta um invólucro de polissacáridos e ficando em estado de vida latente quando as condições ambientais foram desfavoráveis. Muitas espécies de bactérias movem-se com o auxílio de flagelos.
Reprodução
As bactérias podem reproduzir-se sexuada ou assexuadamente. A forma mais importante de reprodução – porque pode ter a forma de “produção em massa” - é a assexuada, por fissão binária ou simples divisão celular, em que uma célula replica o seu material genético e se divide em duas células-filhas, teoricamente com as mesmas características da célula-mãe, com o desenvolvimento duma parede celular transversal.
No entanto, podem ocorrer variações genéticas durante este processo, através da recombinação e mutação (alteração aleatória do código genético) ou por transdução (transferência de material genético dum virus ou de outra bactéria através de um virus, como os bacteriófagos). Por esta razão, as bactérias também se reproduzem “sexualmente” por conjugação (transferência do material genético duma bactéria para outra) e, a seguir, continuam o seu ciclo de reprodução assexuada.
Apesar de serem normalmente microscópicas, as bactérias podem reproduzir-se em tal quantidade que chegam a formar um “filme” visível a olho nu, numa superfície onde estejam a desenvolver-se.
Metabolismo
As bactérias apresentam-se numa grande variedade de diferentes metabolismos:
- As bactérias autotróficas necessitam apenas de dióxido de carbono como fonte de carbono:
- As fotoautotróficas obtêm a energia na forma de luz, para a fotossíntese;
- As quimioautotróficas obtêm energia pela oxidação de compostos químicos;
- As heterotróficas dependem duma fonte orgânica de carbono.
Para além desta classificação, as bactéria podem distinguir-se com base na fonte de redutores que utilizam na sua respiração:
- as litotróficas usam compostos inorgânicos, tais como água, sulfureto de hidrogénio ou amónia; e
- as organotróficas usam compostos orgânicos, tais como açúcares ou ácidos orgânicos.
Estes diferentes tipos de metabolismo podem estar combinados num único microorganismo. Por exemplo, as cianobactérias são fotolitoautotróficas e aparentemente foram as pioneiras no uso da água como fonte de eléctrons. Muitas espécies podem mudar de forma metabólica, de acordo com as condições do meio ambiente.
Outros requisitos nutricionais das bactérias incluem nitrogênio, enxofre, fósforo, vitaminas e elementos metálicos como sódio, potássio, cálcio, magnésio, manganêsio, ferro, zinco, cobalto, cobre e níquel. Algumas espécies necessitam ainda de pequenas quantidades adicionais de elementos como selénio, tungsténio, vanádio ou boro.
No que diz respeito à sua reação ao oxigénio, a maioria das bactérias podem ser colocadas em três grupos:
- aeróbicos – que podem crescer apenas na presença de oxigénio;
- anaeróbicos – que podem crescer apenas na ausência de oxigénio; e
- anaeróbicos facultativos – que podem crescer tanto na presença como na ausência de oxigénio;.
Muitas bactérias vivem em ambientes que são considerados extremos para o homem e são, por isso, denominadas extremófilas, como por exemplo:
- termófilos – que vivem em fontes termais;
- halófilos – que vivem em lagos salgados;
- acidófilos e alcalinófilos – vivem em ambientes ácidos ou alcalinos;
- psicrófilos – as bactérias que vivem nos glaciares.
Movimento
As bactérias móveis deslocam-se, quer através da utilização de flagelos, quer deslizando sobre superfícies, ou ainda por alterações da sua flutuabilidade. As espiroquetas constituem um grupo único de bactérias que possuem estruturas semelhantes a flagelos designadas por filamentos axiais ligadas a dois pontos da membrana celular no espaço periplasmático, além de terem uma forma helicoidal que gira no meio para se movimentar.
Os flagelos bacterianos encontram-se organizados de diferentes formas: algumas bactérias possuem um único flagelo polar (numa extremidade da célula), enquanto outras possuem grupos de flagelos, quer numa extremidade, quer em toda a superfície da parede celular (bactérias “peritricosas”).
As bactérias podem mover-se por reacção a certos estímulos, um comportamento chamado “taxia” (também presentes nas plantas), como por exemplo, quimiotaxia, fototaxia, mecanotaxia e magnetotaxia (ver o artigo em italiano bactérias magnetotáxicas). Num grupo particular, as mixobactérias, as células individuais atraem-se quimicamente e formam pseudo-organismos amebóides que, para além de "rastejarem", podem formar frutificações.
Taxonomia
A classificação das bactérias mudou radicalmente nos últimos anos, de forma a reflectir o conhecimento actual sobre filogenia, como resultado dos recentes avanços na sequenciação dos genes, na bioinformática e na biologia computacional.
Originalmente as bactérias foram consideradas um grupo dos fungos, os Schizomycetes, com excepção das cianobactérias que eram consideradas "algas azuis". A descoberta da sua comum estrutura celular procariótica distinta de todos os outros organismos (os eucariontes), levou a serem tratados como um grupo separado, denominado sucessivamente Monera, Bacteria e Prokaryota. (Ver também Reino).
Em geral pensava-se que os eucariontes fossem descendentes dos procariontes mas, estudando o seu RNA, Carl Woese descobriu que os procariontes compreendiam dois grupos separados, a que ele chamou Eubacteria e Archaebacteria mas que, mais tarde, ele próprio renomeou de Bacteria e Archaea. Woese argumentou que estes dois grupos, em conjunto com os eucariotas, formam domínios separados com origem e evolução separadas a partir dum organismo primordial.
Desta forma, as bactérias poderiam ser divididas em vários reinos, ma normalmente são tratadas como um único reino, dividido em filos ou divisões. São geralmente consideradas um grupo monofilético, mas esta noção tem sido contestada por alguns autores.
Importância das Bactérias para o Homem
Os vários tipos de bactérias podem ser prejudiciais ou úteis para o meio ambiente e para os seres vivos. O papel das bactérias na saúde, como agentes infecciosos é bem conhecido: o tétano, a febre tifóide, a pneumonia, a sífilis, a cólera e tuberculose são apenas alguns exemplos. Nas plantas, as bactérias podem também causar doenças. O modo de infecção inclui o contacto directo com material infectado, pelo ar, comida, água e por insectos. A maior parte das infecções pode ser tratada com antibióticos e as medidas antisépticas podem evitar muitas infecções bacterianas, por exemplo, fervendo a água antes de tomar, lavar alimentos frescos ou passar álcool numa ferida. A esterilização dos instrumentos cirúrgicos ou dentários é feita para os livrar de qualquer agente patogénico.
No entanto, muitas bactérias são simbiontes do organismo humano e de outros animais como, por exemplo, as que vivem no intestino ajudando na digestão e evitando a proliferação de micróbios patogénicos.
No solo existem muitos microorganismos que trabalham na transformação dos compostos de nitrogénio em formas que possam ser utilizadas pelas plantas e muitos são bactérias que vivem na rizosfera (a zona que inclui a superfície da raiz e o solo que a ela adere). Algumas destas bactérias – as nitrobactérias - podem usar o nitrogénio do ar e convertê-lo em compostos úteis para as plantas, um processo denominado fixação do nitrogénio. A capacidade das bactérias para degradar uma grande variedade de compostos orgânicos é muito importante e existem grupos especializados de microorganismos que trabalham na mineralização de classes específicas de compostoscomo, por exemplo, a decomposição da celulose, que é um dos mais abundantes constituintes das plantas e difícil de degradar.
Existem ainda várias espécies de bactérias usadas na preparação de comidas ou bebidas fermentadas, incluindo queijos, pickles, molho de soja, sauerkraut (ou chucrute), vinagre, vinho e iogurte. Com técnicas da biotecnologia foram já “criadas” bactérias capazes de produzir drogas terapêuticas, como a insulina e para a biodegradação de lixos tóxicos, incluindo derrames de hidrocarbonetos.
Curiosidades
Em termos de evolução, as bactérias parecem ser dos organismos mais antigos, com registros fósseis de há 3,7 biliões de anos.
Segundo a Teoria da Endossimbiose, dois organelos celulares, as mitocôndrias e os cloroplastos teriam derivado de uma bactéria endosimbionte, provavelmente autotrófica, antepassada das actuais cianobactérias.
Podem enquistar, ou seja, rodear-se de uma parede celular especial que as protege e ficar em estado de vida latente até que as condições ambientais voltem a ser favoráveis; nessa forma, elas podem viver na poeira da nossa casa e ser transportadas por correntes de ar e, dessa maneira, infetar um ser vivo que respire esse ar.
O corpo humano contém normalmente biliões de microorganismos, quer na pele, debaixo das unhas, na boca, nariz, intestino e noutras cavidades do nosso corpo; porém, elas são normalmente impedidas de crescer nos olhos pelo líquido lacrimal.
Ver também
Referências e links externos
- Parte deste texto provém de um artigo publicado pela Nupedia], da autoria de Nagina Parmar.
- Alcamo, I. Edward. Fundamentals of Microbiology. 5th ed. Menlo Park, California: Benjamin Cumming, 1997.
- Atlas, Ronald M. Principles of Microbiology. St. Louis, Missouri: Mosby, 1995.
- Holt, John.G. Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. 9th ed. Baltimore, Maryland: Williams and Wilkins, 1994.
- Stanier, R.Y., J. L. Ingraham, M. L. Wheelis, and P. R. Painter. General Microbiology. 5th ed. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, 1986.
- Impact of Culture-Independent Studies on the Emerging Phylogenetic View of Bacterial Diversity, Journal of Bacteriology