Principais tipos de microrganismos

Figura 1.2 Principais diferenças entre as células eucariótica (A) e procariótica (B).

Principais tipos de microrganismos

Microrganismos procarióticos

▶ Bactérias

São seres unicelulares, com dimensões que em geral variam de 0,1 a 2 μm de diâmetro e de 2 a 8 μm de comprimento.

As espécies pertencentes a esse grupo podem apresentar diversas formas, que variam da esférica, denominada cocos, a diversos tipos de bastonetes, dentre eles os curtos, os longos, os finos, os espiralados e aqueles em curva (vibrião). Em alguns casos raros podem ser encontradas na forma de estrela ou quadradas. Podem apresentar também diferentes arranjos, em pares, em tétrades (grupo de quatro), em grupo de oito, ou em

cachos, bem como em cadeias. A Figura 1.3 mostra algumas formas

esquemáticas de bactérias, e a Figura 1.4, uma microscopia eletrônica de

formas de bastonetes e cocos. A Figura 1.5 ilustra uma cianobactéria apresentando células em cadeia.

Figura 1.3 Diferentes formas encontradas em bactérias.

Figura 1.4 Imagens de microscopia eletrônica de varredura de bactérias na forma de bastonetes (Bacillus subtilis) (A) e na forma de cocos (Staphylococcus epidermidis) (B). A barra de escala tem o mesmo valor para ambas as imagens. (Fotos: Dra. Fernanda de Ávila).

Figura 1.5 Cianobactéria do gênero Anabaena. (Foto: Dra. Sandra Azevedo.)

As bactérias apresentam uma organização celular bastante simples, compreendendo uma parede celular rígida, formada de peptideoglicana, e uma membrana citoplasmática, composta basicamente de fosfolipídios e proteínas, mas gliceroglicolipídios, hopanoides e outros tipos de lipídios também podem ser encontrados. O DNA se encontra no citoplasma, formando a região conhecida como nucleoide. Os ribossomos estão dispersos no citoplasma. Externamente podem apresentar o glicocálice, formado por glicoproteínas e glicolipídios, que é importante na virulência e também na fixação a diversas superfícies. Algumas espécies apresentam flagelo de locomoção, e outras, ainda, podem possuir fímbrias de adesão e pili, estas últimas responsáveis pela transferência de material genético no mecanismo de conjugação. A presença de endósporos em algumas espécies lhes fornece um mecanismo de resistência, principalmente ao calor, mas também à radiação, à falta de nutrientes e à falta de umidade.

O processo mais comum de reprodução das bactérias é o de fissão binária, no qual uma célula se divide em duas. Quanto à sua nutrição, são capazes de utilizar compostos orgânicos ou inorgânicos como fonte de carbono e energia, assim como a energia luminosa em vez da energia química.

As bactérias podem ser encontradas sobretudo no solo, na água doce e nos mares, mas também estão no corpo humano, nos animais, nas plantas e nos alimentos, entre outros. Dentre os principais grupos de bactérias existentes, podemos citar alguns mais comuns: bactérias gram-positivas, bactérias gram-negativas, espiroquetas, riquétsias, clamídias, micoplasmas, micobactérias, nocárdias, estreptomicetos, bactérias verdes, bactérias púrpura e cianobactérias, estas últimas fotossintéticas, erroneamente chamadas no passado de algas verde-azuladas.

▶ Arqueas

Por se acreditar que eram um tipo de bactéria, as arqueas foram inicialmente denominadas arqueobactérias. No entanto, mais tarde, descobriu-se que na verdade se tratava de um grupo distinto de microrganismos, com características próprias e incomuns, podendo ser encontrados em ambientes extremos, como solos bastante secos e quentes, e nas profundezas dos mares próximos às fontes hidrotermais e em regiões vulcânicas. Também são comuns em águas com altas concentrações de sal e em nascentes de águas ácidas, ricas em enxofre. Esses organismos procarióticos, em geral anaeróbios, diferenciam-se das bactérias por não possuírem uma parede celular composta de peptideoglicana, e sim de outras macromoléculas variadas, embora uma pseudopeptideoglicana possa ser encontrada em algumas espécies. Em termos moleculares, a comparação da sequência de nucleotídios do rRNA 16S das bactérias e das arqueas confirma a grande diferença entre elas. Além disso, as arqueas apresentam características metabólicas especiais, como a capacidade de se desenvolverem em altas temperaturas (termofílicas), em valores extremos de pH (alcalofílicas ou acidofílicas) e em alta salinidade (halofílicas). Além disso, algumas delas possuem metabolismo especial, a chamada metanogênese (metanogênicas).

Microrganismos eucarióticos

▶ Fungos

São seres encontrados principalmente no solo, mas também estão em plantas e animais, e inclusive no próprio ser humano, podendo causar micoses. Apresentam uma organização celular bem mais complexa que a das bactérias. Primeiramente, possuem núcleo definido, com o DNA envolto por uma membrana nuclear. A parede celular é composta, sobretudo, de quitina, ou às vezes celulose, mas nunca de peptideoglicana. Possuem membrana plasmática típica, e seu citoplasma contém um citoesqueleto, responsável pelo suporte da célula, além de diversas organelas como retículo endoplasmático, responsável pelo transporte de várias substâncias, mitocôndrias, as quais são autoduplicáveis e contêm enzimas envolvidas no metabolismo respiratório, e ribossomos, os quais realizam a síntese de proteínas. Além disso, podemos encontrar ainda o complexo de Golgi, também envolvido em processos de transporte; os lisossomos, que contêm enzimas digestivas; e os vacúolos, de função variada.

Podem ser divididos em dois grandes grupos: os fungos filamentosos, também chamados de bolores, e as leveduras, unicelulares. Alguns fungos filamentosos podem ser macroscópicos, como é o caso dos cogumelos comestíveis. Compreendidos no grupo dos basidiomicetos, são seres exclusivamente heterotróficos, incapazes de realizar a fotossíntese ou qualquer outro metabolismo autotrófico. Reproduzem-se sexuada ou assexuadamente. Neste último caso, a reprodução pode ocorrer por fragmentação da hifa ou por germinação de esporos.

Os fungos filamentosos contêm hifas, septadas ou não, que crescem pelas extremidades, e cujo conjunto é chamado de micélio. Quando crescidos em meio de cultura sólido, produzem hifas vegetativas, ou nutritivas, que crescem para o interior do meio de cultura. Podem também produzir hifas aéreas, ou de reprodução, e, nesse caso, seu crescimento é perpendicular ao meio. Essas hifas aéreas podem sustentar estruturas que contêm esporos de reprodução, dentre eles os conidióforos, que contêm externamente, em cadeia, esporos chamados de conidiósporos, ou os esporangióforos, que contêm internamente os esporos chamados de esporangiósporos. Outros tipos de esporos fúngicos conhecidos são os artrósporos, decorrentes da fragmentação de uma hifa; os blastósporos, formados a partir de um brotamento de uma célula de levedura; os clamidósporos, que possuem parede celular bem mais espessa que a das células vegetativas da espécie em questão; os zigósporos, característicos de

zigomicetos; e os ascósporos, característicos de ascomicetos. A Figura 1.6 mostra o fungo filamentoso Aspergillus fumigatus.

▶ Algas

São seres fotossintéticos, que possuem representantes microscópicos (algas unicelulares) ou macroscópicos (algas multicelulares). Habitam principalmente ambientes marinhos e águas doces, mas também podem ser encontrados eventualmente no solo. Podem reproduzir-se tanto sexuada como assexuadamente e abrigam em suas células os cloroplastos, organelas autoduplicáveis, típicas da fotossíntese. Sua parede celular geralmente é composta de celulose, e podem possuir flagelos de locomoção. Os liquens correspondem à associação de uma alga (ou cianobactéria) com um fungo, na qual, em uma relação de mutualismo, cada um dos parceiros é beneficiado. São bastante comuns em árvores, telhados e estruturas de cimento. A capacidade fotossintética desses seres os torna primordiais na cadeia alimentar, já que fixam CO 2 na forma de carboidratos que serão consumidos pelos heterotróficos. É importante acrescentar que muitas bactérias fotossintéticas que não são eucariotas, por exemplo, as cianobactérias, são incluídas, pela terminologia industrial, neste grupo de microalgas.

Figura 1.6 A. Fungo Aspergillus fumigatus. B. Conídio de Aspergillus fumigatus crescido em meio Czapek. Microscopia eletrônica de varredura. (Fotos: Dra. Vera Carolina Bordallo Bittencourt e Dra. Thaïs Souto-Padrón.)

▶ Protozoários

São seres unicelulares e heterotróficos, que geralmente não possuem parede celular. Habitam principalmente as águas e o solo e reproduzem-se assexuadamente. Movimentam-se por flagelos, cílios ou pseudópodos, dependendo do grupo ao qual pertencem. Sob condições adversas, alguns protozoários são capazes de formar cistos, estruturas que contêm uma cápsula protetora a qual permite a sobrevivência nessas condições.

Esses microrganismos quase sempre se alimentam mediante ingestão de macromoléculas ou material particulado, incluindo células bacterianas, utilizando processos de pinocitose ou fagocitose, respectivamente. Muitos dos protozoários são parasitos obrigatórios; outros são parasitos facultativos, os quais podem habitar o ser humano ou animais, causando

diversas doenças como malária, toxoplasmose, doença de Chagas (Figura

1.7) e vários tipos de diarreia, entre outras.

Microrganismos sem estrutura celular

▶ Vírus

São considerados microrganismos, embora não possuam estrutura celular. São extremamente pequenos, variando de 0,02 a 0,3 μm. Basicamente são considerados elementos genéticos que contêm DNA ou RNA e uma capa proteica. Podem alternar entre dois estados distintos, o intracelular e o extracelular. No estado extracelular, um vírus nada mais é que uma partícula submicroscópica que contém basicamente ácido nucleico envolto por material proteico. Neste caso é chamado de partícula viral ou vírion, e é metabolicamente inerte, servindo apenas de transporte de material genético de uma célula hospedeira para outra. No estado intracelular, o vírus infecta a célula hospedeira e se reproduz, sintetizando outro genoma, bem como os componentes que compõem a sua capa, sempre à custa das enzimas e funções metabólicas da célula hospedeira.