Conteúdo interno: citoplasma e membrana
O espaço interno da célula procariótica é organizado de forma extremamente simples. A membrana citoplasmática das bactérias não se localiza externamente nem no espaço periplasmático, mas sim diretamente sob a parede celular, aderindo-se firmemente a ela e separando o meio interno dos envoltórios externos.
O próprio citoplasma bacteriano apresenta uma série de características distintivas únicas:
- Ausência de organelas membranosas. Dentro da célula procariótica, você não encontrará mitocôndrias, retículo endoplasmático ou complexo de Golgi.
- Ribossomos especiais. A síntese proteica é realizada em ribossomos do tipo menor, que possuem uma constante de sedimentação de 70S.
- Ausência de citoesqueleto e movimento. Não há microtúbulos no citoplasma, e o próprio conteúdo interno da célula é estático — o fluxo citoplasmático característico dos eucariotos não ocorre aqui.
Mesossomos — invaginações multifuncionais
Como as bactérias não possuem organelas internas especializadas, parte de suas funções é assumida pelos mesossomos — invaginações de múltiplas dobras da membrana citoplasmática profundamente no interior do citoplasma.
Durante o estudo do tema, os estudantes frequentemente confundem as funções dos mesossomos. É importante lembrar que eles não se destinam ao empacotamento ou transcrição do material genético. Suas principais tarefas são:
- Fixação do genoma. Os mesossomos servem como local de fixação física da molécula de DNA. Eles retêm firmemente o genoma em uma posição espacial específica durante o processo de replicação.
- Participação na divisão celular. Essas estruturas desempenham um papel importante na reprodução do microrganismo e atuam como base para a construção de septos celulares.
- Função sintética. Os mesossomos participam ativamente da síntese de substâncias complexas necessárias para a construção da parede celular.
Flagelos: aparato de movimento direcionado
Para se moverem no espaço, as bactérias utilizam flagelos. Ao contrário dos complexos aparatos motores dos eucariotos, o flagelo bacteriano tem uma estrutura mais simples e não é de todo limitado por uma membrana externamente.
Visualmente, o flagelo é um filamento de forma ondulada. Em termos estruturais, é um cilindro oco microscópico com diâmetro de 10 a 20 nanômetros. O principal material de construção para ele é uma proteína especializada chamada flagelina. As subunidades esféricas dessa proteína dispõem-se sequencialmente em espiral, formando um tubo oco rígido.
O número de flagelos na superfície da bactéria, bem como o padrão de sua disposição (em um polo, em ambos ou por toda a superfície), varia dependendo da espécie específica de microrganismo.
Pili (fímbrias): mecanismos de adesão celular
Além dos flagelos, o aparato superficial da célula é representado por pili, que em microbiologia também são chamados de fímbrias. São protuberâncias proteicas finas em forma de bastonete, que se originam estritamente na parede celular e se localizam na periferia da célula.
Eles apresentam várias diferenças essenciais em relação aos flagelos:
- Tamanhos. Os pili são sempre consideravelmente mais curtos e finos. O comprimento máximo de uma fímbria atinge apenas 5 µm.
- Composição. Embora os pili também sejam cilindros ocos curtos, eles são construídos a partir de subunidades de outra proteína — a pilina.
- Quantidade. Há geralmente uma enorme quantidade de pili em uma única célula bacteriana — de 100 a 250 unidades.
Ao contrário dos flagelos, os pili não se destinam à locomoção, fagocitose ou síntese proteica. Sua única função básica é a adesão. Graças aos pili, as bactérias são capazes de se fixar firmemente em vários substratos (por exemplo, aderir a células de mamíferos durante o processo de infecção) ou estabelecer contatos entre si.
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quais são os tipos de disposição dos flagelos na superfície das bactérias?
Existem quatro tipos principais de disposição dos flagelos na superfície da célula bacteriana.
| Tipo | Disposição dos flagelos | Exemplo |
|---|---|---|
| Monotríquios | um único flagelo | Vibrio cholerae |
| Lofotríquios | um tufo em uma extremidade | Campylobacter |
| Anfitríquios | um/tufo em ambas as extremidades | Spirillum |
| Peritríquios | por toda a superfície | Escherichia coli |
Como é estruturado o aparato motor do flagelo e como ele se fixa à célula?
O flagelo é um filamento delgado que parte da membrana citoplasmática. Sua estrutura compreende corpo basal, gancho e filamento. Nas bactérias Gram-negativas, o corpo basal possui 2 pares de discos; nas Gram-positivas, 1 par. A fonte de energia para a rotação é a diferença de potencial através da membrana; a velocidade de rotação pode atingir 100 rpm (voltas/segundo). A rotação no sentido anti-horário corresponde ao movimento para frente, e no sentido horário, para trás.
Quais classes de pili existem nas bactérias?
Vários tipos funcionais e variedades específicas de pili são identificados nas bactérias.
Quanto à finalidade funcional, existem:
- Pili adesivos — servem para fixação às células-alvo e constituem um fator de patogenicidade.
- Pili metabólicos — participam da nutrição e do metabolismo hidroeletrolítico.
- Pili sexuais (pili F) — necessários para a transferência de material genético (conjugação).
Também se distinguem as seguintes variedades específicas:
- Pili do tipo I — filamentos rígidos com extremidades adesivas.
- Pili do tipo IV — estruturas flexíveis que proporcionam movimento de empuxo/retração («twitching motility»).
- «Curling hairs» (curli) — pequenas vilosidades finas que promovem a agregação celular e a formação de biofilmes.
Para não confundir as proteínas e suas funções: a flagelina é necessária para o movimento Físico (forma os flagelos), enquanto a pilina é para a Fixação (forma os pili).
Questões de aulas e exames
Onde exatamente a membrana citoplasmática está localizada nos eucariotos?
Ela não se encontra no espaço periplasmático nem externamente aos envoltórios, mas sim logo abaixo da parede celular, delimitando o citoplasma.
Para que servem os mesossomos nas bactérias?
São invaginações mamelonadas da membrana que servem como ponto de ancoragem para o DNA, retêm o genoma durante a replicação e também participam da formação de septos celulares e da síntese de substâncias da parede celular.
Como o flagelo bacteriano difere do eucariótico?
Ele é estruturado de forma muito mais simples: não é coberto por membrana externa, constitui um cilindro oco com 10–20 nm de diâmetro e consiste em subunidades da proteína flagelina dispostas em espiral.
Qual é a principal função desempenhada pelos pili (fímbrias)?
Seu papel principal é a fixação (adesão). Com a ajuda dessas pequenas projeções proteicas, as bactérias fixam-se às células do substrato (por exemplo, do macro-organismo) ou aderem umas às outras.
O que mais estudar sobre o tema
- Características do empacotamento espacial das subunidades esféricas de flagelina na estrutura do flagelo.
- Mecanismos de participação dos mesossomos na síntese de componentes estruturais da parede celular.
- Diferenças na estrutura e função dos ribossomos 70S bacterianos em comparação com os ribossomos eucarióticos.
- Variantes de disposição dos pili na superfície celular e seu papel na colonização de tecidos de mamíferos.
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