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4.3.5: Bactérias Gram-positivas - Biologia

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objetivos de aprendizado

  • Descreva as características únicas de cada categoria de bactérias gram-positivas com G + C alto e G + C baixo
  • Identificar semelhanças e diferenças entre grupos bacterianos de G + C alto e G + C baixo
  • Dê um exemplo de uma bactéria de grupo G + C alto e G + C baixo comumente associada a cada categoria

Os procariotos são identificados como Gram-positivos se tiverem uma matriz de múltiplas camadas de peptidoglicano formando a parede celular. O violeta cristal, a coloração primária do procedimento de coloração de Gram, é prontamente retido e estabilizado dentro desta matriz, fazendo com que procariotos Gram-positivos apareçam roxos sob um microscópio de campo claro após a coloração de Gram. Por muitos anos, a retenção da coloração de Gram foi um dos principais critérios usados ​​para classificar procariotos, embora alguns procariontes não se corassem prontamente com as colorações primárias ou secundárias usadas no procedimento de coloração de Gram.

Os avanços na bioquímica dos ácidos nucléicos revelaram características adicionais que podem ser usadas para classificar procariotos gram-positivos, a saber, a razão guanina para citosina (G + C) no DNA e a composição das subunidades 16S rRNA. Microbiologistas atualmente reconhecem dois grupos distintos de gram-positivos, ou gram-positivos com coloração fraca. A classe Actinobacteria compreende as bactérias gram-positivas de alto G + C, que têm mais de 50% de nucleotídeos de guanina e citosina em seu DNA. A classe Bacilli compreende bactérias gram-positivas de baixo G + C, que possuem menos de 50% dos nucleotídeos de guanina e citosina em seu DNA.

Actinobactérias: Bactérias Gram-positivas G + C altas

O nome Actinobacteria vem das palavras gregas para raios e pequena haste, mas as Actinobactérias são muito diversas. Sua aparência microscópica pode variar de finas hastes filamentosas ramificadas a cocobacilos. Algumas Actinobactérias são muito grandes e complexas, enquanto outras estão entre os menores organismos com vida independente. A maioria das Actinobactérias vive no solo, mas algumas são aquáticas. A grande maioria é aeróbica. Uma característica distintiva deste grupo é a presença de vários peptidoglicanos diferentes na parede celular.

O gênero Actinomyces é um representante muito estudado das Actinobactérias. Actinomyces spp. desempenham um papel importante na ecologia do solo, e algumas espécies são patógenos humanos. Um número de Actinomyces spp. habitam a boca humana e são patógenos oportunistas, causando doenças infecciosas como periodontite (inflamação das gengivas) e abscessos orais. As espécies A. israelii é um anaeróbio conhecido por causar endocardite (inflamação do revestimento interno do coração) (Figura ( PageIndex {1} )).

O gênero Mycobacterium é representado por bacilos cobertos por uma camada de ácido micólico. Este revestimento ceroso protege as bactérias de alguns antibióticos, evita que sequem e bloqueia a penetração dos reagentes de coloração de Gram (consulte Coloração de amostras microscópicas). Por causa disso, um procedimento especial de coloração ácido-resistente é usado para visualizar essas bactérias. O gênero Mycobacterium é uma causa importante de um grupo diversificado de doenças infecciosas. M. tuberculosis é o agente causador da tuberculose, uma doença que afeta principalmente os pulmões, mas também pode infectar outras partes do corpo. Estima-se que um terço da população mundial foi infectada com M. tuberculosis e milhões de novas infecções ocorrem a cada ano. Tratamento de M. tuberculosis é um desafio e requer que os pacientes tomem uma combinação de medicamentos por um período prolongado. Para complicar ainda mais o tratamento, é o desenvolvimento e a disseminação de cepas multirresistentes desse patógeno.

Outra espécie patogênica, M. leprae, é a causa da hanseníase (lepra), uma doença crônica que afeta os nervos periféricos e a integridade da pele e da superfície mucosa do trato respiratório. A perda da sensação de dor e a presença de lesões cutâneas aumentam a suscetibilidade a lesões secundárias e infecções por outros patógenos.

Bactérias Gram-positivas de baixo G + C

As bactérias gram-positivas de baixo G + C têm menos de 50% de guanina e citosina em seu DNA, e esse grupo de bactérias inclui vários gêneros de bactérias que são patogênicas.

Gênero Clostridium

Uma classe grande e diversa de bactérias gram-positivas com baixo G + C é a Clostridia. O gênero mais bem estudado desta classe é Clostridium. Essas bactérias em forma de bastonete são geralmente anaeróbios obrigatórios que produzem endosporos e podem ser encontrados em habitats anaeróbios como solo e sedimentos aquáticos ricos em nutrientes orgânicos. Os endosporos podem sobreviver por muitos anos.

Clostridium spp. produzem mais tipos de toxinas protéicas do que qualquer outro gênero bacteriano, e várias espécies são patógenos humanos. C. perfringens é a terceira causa mais comum de intoxicação alimentar nos Estados Unidos e é o agente causador de uma doença ainda mais séria chamada gangrena gasosa. A gangrena gasosa ocorre quando C. perfringens endosporos entram em uma ferida e germinam, tornando-se células bacterianas viáveis ​​e produzindo uma toxina que pode causar a necrose (morte) do tecido. tetani, que causa o tétano, produz uma neurotoxina que é capaz de entrar nos neurônios, viajar para regiões do sistema nervoso central onde bloqueia a inibição dos impulsos nervosos envolvidos nas contrações musculares e causar uma paralisia espástica com risco de vida. botulinum produz neurotoxina botulínica, a toxina biológica mais letal conhecida. A toxina botulínica é responsável por casos raros, mas freqüentemente fatais de botulismo. A toxina bloqueia a liberação de acetilcolina nas junções neuromusculares, causando paralisia flácida. Em concentrações muito pequenas, a toxina botulínica tem sido usada para tratar patologias musculares em humanos e em um procedimento cosmético para eliminar rugas. difícil é uma fonte comum de infecções adquiridas em hospitais (Figura ( PageIndex {2} )) que podem resultar em casos graves e até fatais de colite (inflamação do intestino grosso). As infecções costumam ocorrer em pacientes imunossuprimidos ou em terapia com antibióticos que altera a microbiota normal do trato gastrointestinal.

Classe Lactobacillales

A ordem Lactobacillales compreende bactérias gram-positivas de baixo G + C que incluem bacilos e cocos nos gêneros Lactobacillus, Leuconostoc, Enterococcus, e Estreptococo. As bactérias dos últimos três gêneros são tipicamente esféricas ou ovóides e freqüentemente formam cadeias.

Gênero Streptococcus

Estreptococo, cujo nome vem da palavra grega para corrente torcida, é responsável por muitos tipos de doenças infecciosas em humanos. As espécies desse gênero, frequentemente chamadas de estreptococos, são geralmente classificadas por serótipos chamados grupos de Lancefield e por sua capacidade de lisar hemácias quando cultivadas em ágar sangue.

S. pyogenes pertence ao grupo A de Lancefield, β-hemolítico Estreptococo. Esta espécie é considerada um patógeno piogênico devido à produção de pus associada observada com as infecções que ela causa (Figura ( PageIndex {3} )). S. pyogenes é a causa mais comum de faringite bacteriana (faringite estreptocócica); é também uma causa importante de várias infecções de pele que podem ser relativamente leves (por exemplo, impetigo) ou com risco de vida (por exemplo, fasceíte necrosante, também conhecida como doença devoradora de carne), com risco de vida.

Os estreptococos não piogênicos (ou seja, não associados à produção de pus) são um grupo de espécies estreptocócicas que não são um táxon, mas são agrupados porque habitam a boca humana. Os estreptococos não piogênicos não pertencem a nenhum dos grupos de Lancefield. A maioria são comensais, mas alguns, como S. mutans, estão implicados no desenvolvimento da cárie dentária.

S. pneumoniae (comumente referido como pneumococo), é um Estreptococo espécie que também não pertence a nenhum grupo Lancefield. pneumoniae as células aparecem microscopicamente como diplococos, pares de células, em vez das longas cadeias típicas da maioria dos estreptococos. Os cientistas sabem desde o século 19 que S. pneumoniae causa pneumonia e outras infecções respiratórias. No entanto, essa bactéria também pode causar uma ampla gama de outras doenças, incluindo meningite, septicemia, osteomielite e endocardite, especialmente em recém-nascidos, idosos e pacientes com imunodeficiência.

Classe Bacilli

O nome da classe Bacilli sugere que ela é composta de bactérias que têm a forma de bacilo, mas é uma classe morfologicamente diversa que inclui gêneros em forma de bacilo e em forma de cóccix. Entre os muitos gêneros desta classe, há dois que são muito importantes clinicamente: Bacilo e Estafilococo.

Gênero Bacillus

Bactérias do gênero Bacilo têm a forma de bacilos e podem produzir endosporos. Eles incluem aeróbios ou anaeróbios facultativos. Um número de Bacilo spp. são usados ​​em várias indústrias, incluindo a produção de antibióticos (por exemplo, barnase), enzimas (por exemplo, alfa-amilase, endonuclease de restrição BamH1) e detergentes (por exemplo, subtilisina).

Dois patógenos notáveis ​​pertencem ao gênero Bacilo. B. anthracis é o patógeno que causa o antraz, uma doença grave que afeta animais selvagens e domesticados e pode se espalhar de animais infectados para humanos. O antraz se manifesta em humanos como úlceras negras como carvão na pele, enterocolite grave, pneumonia e danos cerebrais devido ao inchaço. Se não for tratado, o antraz é letal. B. cereus, uma espécie intimamente relacionada, é um patógeno que pode causar intoxicação alimentar. É uma espécie em forma de bastão que forma cadeias. As colônias aparecem de um branco leitoso com formas irregulares quando cultivadas em ágar sangue (Figura ( PageIndex {4} )). Uma outra espécie importante é B. thuringiensis. Essa bactéria produz uma série de substâncias usadas como inseticidas porque são tóxicas para os insetos.

Gênero Staphylococcus

O gênero Estafilococo também pertence à classe Bacilli, embora sua forma seja cocos em vez de bacilos. O nome Estafilococo vem de uma palavra grega para cachos de uvas, que descreve sua aparência microscópica em cultura (Figura ( PageIndex {5} )). Estafilococo spp. são anaeróbicos facultativos, halofílicos e não móveis. As duas espécies mais bem estudadas deste gênero são S. epidermidis e S. aureus.

S. epidermidis, cujo habitat principal é a pele humana, é considerado não patogênico para humanos com sistema imunológico saudável, mas em pacientes com imunodeficiência, pode causar infecções em feridas cutâneas e próteses (por exemplo, articulações artificiais, válvulas cardíacas). S. epidermidis também é uma causa importante de infecções associadas a cateteres intravenosos. Isso o torna um patógeno perigoso em ambientes hospitalares, onde muitos pacientes podem ser imunocomprometidos.

Cepas de S. aureus causa uma ampla variedade de infecções em humanos, incluindo infecções de pele que produzem furúnculos, carbúnculos, celulite ou impetigo. Certas cepas de S. aureus produzem uma substância chamada enterotoxina, que pode causar enterite grave, geralmente chamada de intoxicação alimentar estafilocócica. Algumas cepas de S. aureus produzem a toxina responsável pela síndrome do choque tóxico, que pode resultar em colapso cardiovascular e morte.

Muitas cepas de S. aureus desenvolveram resistência aos antibióticos. Algumas cepas resistentes a antibióticos são designadas como resistentes à meticilina S. aureus (MRSA) e resistente à vancomicina S. aureus (VRSA). Essas cepas são algumas das mais difíceis de tratar porque exibem resistência a quase todos os antibióticos disponíveis, não apenas à meticilina e à vancomicina. Por serem difíceis de tratar com antibióticos, as infecções podem ser letais. MRSA e VRSA também são contagiosos, representando uma séria ameaça em hospitais, lares de idosos, instalações de diálise e outros lugares onde há grandes populações de pacientes idosos, acamados e / ou imunocomprometidos.

Micoplasmas

Embora Mycoplasma spp. não possui parede celular e, portanto, não são corados por reagentes de coloração de Gram, este gênero ainda está incluído com as bactérias gram-positivas de baixo G + C porque estão evolutivamente relacionadas a este grupo. O gênero Mycoplasma inclui mais de 100 espécies, que compartilham várias características únicas. Eles são células muito pequenas, algumas com um diâmetro de cerca de 0,2 μm, que é menor do que alguns vírus grandes. Eles não têm paredes celulares e, portanto, são pleomórficos, o que significa que podem assumir uma variedade de formas e podem até mesmo se assemelhar a células animais muito pequenas. Por não terem uma forma característica, podem ser difíceis de identificar. Uma espécie, M. pneumoniae, causa a forma leve de pneumonia conhecida como "pneumonia ambulante" ou "pneumonia atípica". Esta forma de pneumonia é normalmente menos grave do que as formas causadas por outras bactérias ou vírus.

BIOPIRACIA E BIOPROSPECÇÃO

Em 1969, um funcionário de uma empresa farmacêutica suíça estava de férias na Noruega e decidiu coletar algumas amostras de solo. Ele os levou de volta para seu laboratório, e a empresa suíça posteriormente usou o fungo Tolypocladium inflatum nessas amostras para desenvolver ciclosporina A, um fármaco amplamente utilizado em pacientes submetidos a transplante de tecidos ou órgãos. A empresa suíça ganha mais de US $ 1 bilhão por ano para a produção de ciclosporina A, mas a Noruega não recebe nada em troca - nenhum pagamento ao governo ou benefício para o povo norueguês. Apesar de a ciclosporina A salvar inúmeras vidas, muitos consideram o meio pelo qual as amostras de solo foram obtidas um ato de “biopirataria”, essencialmente uma forma de roubo. Os fins justificam os meios em um caso como este?

A natureza está cheia de bactérias e outros microorganismos ainda não descobertos que poderiam um dia ser usados ​​para desenvolver novos medicamentos ou tratamentos que salvam vidas.1 As empresas farmacêuticas e de biotecnologia podem colher enormes lucros com essas descobertas, mas as questões éticas permanecem. A quem pertencem os recursos biológicos? As empresas que investem (e arriscam) milhões de dólares em pesquisa e desenvolvimento devem ser obrigadas a compartilhar receitas ou royalties pelo direito de acesso a recursos biológicos?

A compensação não é o único problema quando se trata de bioprospecção. Algumas comunidades e culturas se opõem filosoficamente à bioprospecção, temendo consequências imprevistas da coleta de material genético ou biológico. Os havaianos nativos, por exemplo, são muito protetores de seus recursos biológicos únicos.

Por muitos anos, não estava claro quais eram os direitos das agências governamentais, empresas privadas e cidadãos quando se tratava de coletar amostras de microrganismos em terras públicas. Então, em 1993, a Convenção sobre Diversidade Biológica concedeu a cada nação os direitos sobre qualquer material genético e biológico encontrado em suas próprias terras. Os cientistas não podem mais coletar amostras sem um acordo prévio com o proprietário da terra para compensação. Essa convenção agora garante que as empresas ajam com ética na obtenção das amostras que usam para criar seus produtos.

Resumo

  • As bactérias Gram-positivas são um grupo muito grande e diverso de microorganismos. Compreender sua taxonomia e conhecer suas características únicas é importante para o diagnóstico e tratamento de doenças infecciosas.
  • Bactérias Gram-positivas são classificadas em alto G + C gram-positivo e baixo G + C gram-positivo bactérias, com base na prevalência de nucleotídeos de guanina e citosina em seu genoma
  • Actinobacteria é o nome taxonômico da classe de bactérias gram-positivas de alto G + C. Esta classe inclui os gêneros Actinomyces, Arthrobacter, Corynebacterium, Frankia, Gardnerella, Micrococcus, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Rhodococcus, e Streptomyces. Alguns representantes desses gêneros são usados ​​na indústria; outros são patógenos humanos ou animais.
  • Exemplos de bactérias gram-positivas com alto G + C que são patógenos humanos incluem Mycobacterium tuberculose, que causa tuberculose; M. leprae, que causa lepra (doença de Hansen); e Corynebacteriumdifteria, que causa difteria.
  • Clostridia spp. são bactérias gram-positivas de baixo G + C que geralmente são anaeróbios obrigatórios e podem formar endosporos. Patógenos neste gênero incluem C. Perfringens (gangrena gasosa), C. tetani (tétano), e C. botulinum (botulismo).
  • Lactobacillales incluem os gêneros Enterococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, e Streptococcus. Estreptococo é responsável por muitas doenças humanas, incluindo faringite (faringite estreptocócica), escarlatina, febre reumática, glomerulonefrite, pneumonia e outras infecções respiratórias.
  • Bacilli é uma classe taxonômica de bactérias gram-positivas de baixo G + C que incluem espécies em forma de bastonete e em formato de coco, incluindo os gêneros Bacilo e Estafilococo. antracis causa antraz, B. cereus pode causar infecções oportunistas do trato gastrointestinal, e S. aureus cepas podem causar uma ampla gama de infecções e doenças, muitas das quais são altamente resistentes aos antibióticos.
  • Mycoplasma spp. são muito pequenos, pleomórfico bactérias gram-positivas de baixo G + C que não possuem paredes celulares. pneumoniae causa pneumonia atípica.

Notas de rodapé

  1. 1 J. Andre. Bioética como prática. Chapel Hill, NC: University of North Carolina Press, 2002.

Contribuinte

  • Nina Parker, (Shenandoah University), Mark Schneegurt (Wichita State University), Anh-Hue Thi Tu (Georgia Southwestern State University), Philip Lister (Central New Mexico Community College) e Brian M. Forster (Saint Joseph's University) com muitos autores contribuintes. Conteúdo original via Openstax (CC BY 4.0; acesse gratuitamente em https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)


Se a coloração da bactéria for negativa, a bactéria não reterá a cor roxa / azul, mas terá uma cor rosada / vermelha. Do meu resultado na Fig 1 abaixo, und.

Na composição química da coloração de Gram, podemos identificar os dois tipos de bactérias: Bactérias Gram-negativas que possuem um fino peptidoglicano, o lipopolysacc.

É também chamada de coloração diferencial porque diferencia as bactérias e pode ser usada para distingui-las com base nas diferenças das células.

Observe cada lâmina sob o microscópio, determinando se as bactérias são gram-positivas que estão manchadas de roxo ou gram-negativas que estão manchadas de vermelho. Ré.

O uso de vários corantes permite que o visualizador identifique bactérias gram negativas e gram positivas com base em se é rosa ou roxo, respectivamente. Ocorreu.

Usando controles e tabelas do manual do laboratório de microbiologia, as observações foram interpretadas. Através do procedimento de coloração de Gram, células esféricas roxas.

A razão para conduzir este experimento foi determinar e identificar uma dada bactéria desconhecida e entender como reconhecer a variação entre elas.

A coloração de Gram foi usada para distinguir os micróbios desconhecidos entre micróbios Gram-positivos e micróbios Gram-negativos. Micróbios Gram-positivos contêm uma espessura.

Para testar a primeira hipótese, amostras de quatro das seis bactérias desconhecidas foram semeadas em placas de ágar Manitol Salt, ágar MacConkey e Eosin Methylen.

Nesta pesquisa experimental, para estudar as propriedades antibacterianas do extrato de Callistemon viminalis, as cepas padrão dessas bactérias, que a.


Classificação de bactérias por coloração de Gram

Para testar uma amostra de bactéria preparada em laboratório e categorizá-la de acordo com as classes gram positivas e gram negativas de Christian e também ao vê-la em um microscópio de alta potência e imersões em óleo, classifique sua forma e observe quaisquer características especiais.

As bactérias foram categorizadas em dois grupos em 1884 pelo dinamarquês Bacteriologist Christian, gram positivas e gram negativas por uma técnica de coloração onde a capacidade de evitar a descoloração da solução de violeta de cristal pelo álcool tornaria a categoria de gram positiva e gram negativa se a a bactéria é descolorida. Isso pode ser notado pela cor final da bactéria: uma cor violeta onde Gram positiva e uma cor rosa do Safranin adicionado enquanto se aguarda o processo de descoloração.

1. Amostra de bactérias 2. Lâmina de microscópio 3. Kit de coloração de Gram e frascos de lavagem a. Solução de violeta de cristal b. Solução de iodo c. Álcool etílico a 95% d. Safranin e. Água destilada 4. Papel absorvente bíblico 5. Microscópio 6. Óleo

1. As bactérias são cultivadas em gel de ágar em uma incubadora a 25 ° C por 24 horas. 2. Obtenha uma lâmina de microscópio e com um palito de dente, espalhe uma camada fina da amostra de bactérias na lâmina 3. Cubra o esfregaço com uma gota de Violeta Cristal e deixe em repouso por 20 segundos 4. Lave a mancha com dreno de água destilada e seque retire o excesso com papel absorvente. 5. Aplique Iodo de Gram no esfregaço e deixe repousar por 1 minuto. 6. Drene o excesso de iodo e aplique álcool etílico a 95% por 20 segundos ou até que o álcool escorra claramente da lâmina. 7. O esfregaço deve ser enxaguado por alguns segundos com água destilada para interromper a ação do álcool. 8. Escorra e enxugue o excesso com.


Assista o vídeo: Нападение амебы (Junho 2022).


Comentários:

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