BACILOS GRAM NEGATIVOS: CARACTERÍSTICAS, ESTRUTURA, TIPOS - BIOLOGIA - 2025

As bactérias Gram negativas (GNB) são bactérias em forma de bastonete que dão coloração de Gram negativa. Isso se deve à bioquímica de sua parede celular. O termo bactéria refere-se a todas as células com características procarióticas e que pertencem ao domínio Bacteria, também denominado Eubacteria.

Os procariotos são caracterizados pela ausência de núcleos e compartimentos fechados por membrana. Essa característica também é possuída por membros do domínio Archaeobacteria, onde também existem espécies Gram-negativas. A parede celular dos membros de ambos os domínios e outras características são diferentes.

Fonte: Foto de Eric Erbe, colorização digital de Christopher Pooley, ambos do USDA, ARS, EMU.

Características gerais

As características compartilhadas pelas espécies que são bacilos Gram negativos são: 1) têm formato de bastonete; 2) são negativos para a coloração de Gram, por isso aparecem vermelhos. Este último é produzido pela estrutura da parede celular, que é diferente daquela das bactérias Gram positivas.

Os bastonetes Gram negativos diferem muito uns dos outros em termos de mobilidade (flagelo móvel; deslizante móvel; imóvel), nutrição e fisiologia (fototrófico, quimioorganotrófico, capacidade de usar oxigênio, etc.), entre outros fatores. Portanto, é mais fácil especificar as características gerais de Eubacteria e Archaea.

Eles medem em média 3 µm de comprimento e 1 µm de largura. Eles podem ser maiores ou menores. Eles carecem de uma membrana que envolve o DNA e organelas como mitocôndrias e cloroplastos.

Eles têm uma parede celular que envolve a membrana plasmática. Eles têm apenas um cromossomo circular e plasmídeos. O DNA não tem íntrons.

Alguns membros da Eubacteria são patógenos para animais e plantas, enquanto os membros das Archaeobacteria não são patógenos.

Eubactérias podem ser sensíveis a antibióticos (penicilina, canamicina, estreptomicina, etc.), fixar nitrogênio, formar cápsulas, ter fotossíntese dependente de clorofila, não ter fotossistema com rodopsina e ser não metanogênica. As arqueobactérias são o oposto.

Estrutura das bactérias Gram-negativas da parede celular

Todas as bactérias Gram-negativas, independentemente de sua forma celular, compartilham as mesmas características estruturais da parede celular.

A parede celular das bactérias Gram negativas é uma estrutura em várias camadas, composta por peptidoglicano. Eles têm uma membrana externa que envolve o peptidoglicano. Entre a membrana externa e a parede celular, existe um espaço estreito denominado espaço periplasmático.

A parede celular mede 30 Å. É composto por peptidoglicano (mureína), que é composto por moléculas de N-acetilglucosamina (gluNAC) que se alternam com moléculas de ácido N-acetilmurâmico (murNAc) e formam cadeias. O peptidoglicano representa 10% da parede, o resto é a membrana externa.

As cadeias gluNAC e murNAc são cruzadas por tetrapeptídeos, cadeias de quatro resíduos de aminoácidos. Freqüentemente, o terceiro resíduo de aminoácido, no tetrapeptídeo, é o ácido diaminopimélico. Dois tetrapeptídeos formam uma ligação covalente um com o outro e estão diretamente conectados às cadeias gluNAC e murNAc.

A membrana externa é uma bicamada lipídica que é covalentemente ligada à camada de peptidoglicano por moléculas de lipoproteína. Essa membrana possui porinas que formam canais através da membrana externa.

Estrutura da parede celular de Arquéias Gram negativas

Do ponto de vista estrutural e bioquímico, o envelope celular de Archaea difere muito daquele de Eubacteria. A parede celular de Archaea contém apenas 10% de peptidoglicano. A membrana externa tipicamente presente em bactérias Gram negativas está ausente em Archaea.

Em Archaea Gram-negativas, há uma camada S que envolve a membrana plasmática. Enquanto Archaea Gram positiva, há um envelope em torno da camada S.

Em espécies de ambos os domínios, Eubacteria e Archaea, a camada S é composta por glicoproteínas, que são proteínas ligadas, por ligações covalentes, a carboidratos. Estas últimas são subunidades repetitivas que podem ser lineares ou ramificadas, constituindo de 1% a 20% da massa total das glicoproteínas.

As glicoproteínas são ricas (entre 40% e 50%) em resíduos de aminoácidos hidrofóbicos. Seu conteúdo de cisteína e metionina é baixo. Eles têm 10% de lisina, ácido glutâmico e ácido aspártico. Por causa disso, a superfície extracelular é muito hidrofóbica.

Tipos de bactérias que são bastonetes Gram negativos

Bactérias Gram-negativas em forma de Bacillus são encontradas em vários grupos taxonômicos. Dentro do mesmo gênero, pode haver bactérias Gram negativas que podem ter formas diferentes.

Por exemplo: 1) o gênero Chorobium, no qual se encontram as bactérias sulfurosas verdes, com formato de bacilos e bastonetes curvos; 2) o gênero Pasteurella, que possui espécies pleomórficas (de múltiplas formas).

Existem grupos heterogêneos, como as "bactérias deslizantes" e as bactérias sulfurosas, cujos membros são geralmente Gram negativos e podem ter a forma de um bacilo ou outras formas.

Bactérias escorregadias são filogeneticamente muito diversas, com vários mecanismos de motilidade. Eles são bacilos e não têm flagelos. As bactérias do enxofre são um grupo muito diverso de microrganismos que podem ser bastonetes ou bastonetes curvos.

As bactérias fotoautotróficas são Gram negativas e apresentam uma variedade de formas, como bacilos e cocos. Eles compreendem um único ramo filogenético dentro do domínio Eubacteria.

Existem grupos taxonômicos cujos membros são Gram negativos e cuja única forma é a de um bacilo, a saber:

Enterobacteria (ordem Enterobacteriales, família Enterobacteriaceae), Pseudomonas (ordem Pseudomonadales, classe Gammaproteobacteria), Azotobacter (classe Gammaproteobacteria) e Bacteroides (filo Bacteroidetes, classe Bacteroidia).

Tipos de Arcaheobacteria que são bastonetes Gram negativos

Membros de Haloarchaea (Halobacteria) são bastonetes Gram negativos. Eles pertencem à ordem Halobacteriales e à família Halobacteriacea. Esta família possui 19 gêneros e cerca de 57 espécies. As Haloarchaea são um grupo monofilético, ou seja, possuem um ancestral exclusivo.

Um grupo relativamente próximo de Haloarchaea são as arqueobactérias metanogênicas, que podem ser Gram negativas ou Gram positivas. Eles têm formas variadas. São conhecidas cerca de 160 espécies diferentes, pertencentes a 29 gêneros, 14 famílias e seis ordens.

Exemplos de bastonetes Gram negativos em Eubactérias

Grupo Enterobacteria

Gêneros representativos: Escherichia (gastroenterite), Enterobacter (raramente patogênica), Serratia (raramente patogênica), Salmonella (enterite), Proteus (infecção do trato urinário), Yersinia (peste), Klebsiella (pneumonia). Eles pertencem à gamaproteobactéria.

Grupo Pseudomonas

Gêneros representativos: Pseudomonas, Burkholderia, Zymomonas e Xanthomonas. Eles podem ser bacilos retos ou curvos. Várias espécies são patogênicas para animais e plantas. Por exemplo, Pseudomonas auruginosa é um colonizador de feridas e queimaduras.

Grupo de bactérias oxidantes de enxofre

Gênero representativo: Thiobacillus. Este gênero é o mais conhecido dos quimiolitotróficos. As espécies de Thiobacillus estão espalhadas entre as subdivisões (alfa, beta e gama) das proteobactérias.

Grupo de bactérias de ácido acético

Gêneros representativos: Acetobacter e Gluconobacter. Eles realizam a oxidação incompleta de álcoois e açúcares. Quando o substrato é etanol, eles formam ácido acético. Eles são particularmente úteis na indústria de bebidas alcoólicas.

Grupo de bactérias fixadoras de nitrogênio

Gêneros representativos: Azotobacter e Zomonas. Eles fixam nitrogênio aerobicamente. A maioria pertence às proteínas alfa ou gamaproteobactérias. As bactérias do gênero Azotobacter são bacilos particularmente grandes.

Grupo de bactérias hipertermofílicas

Gêneros representativos: Thermotoga e Thermodesulfobacterium. São hipertermófilos bacilares que crescem a temperaturas acima de 70 ºC. Eles foram isolados de habitats terrestres, fontes termais e fontes subaquáticas.

Exemplos de bastonetes Gram negativos em Archaea

Halobacterium salinarum

É móvel, vive em ambientes com alta concentração de sal (> 4 M). Ele pode usar luz como fonte de energia porque tem bacteriorodopsina, uma bomba de prótons dependente da luz. Esta bomba permite capturar a luz e criar um gradiente eletroquímico através da membrana.

A energia do gradiente eletroquímico é usada para sintetizar ATP pela ATP sintase.

Metanomicrobium movile

É um bastão Gram negativo. A camada S mostra uma organização hexagonal. As proteínas da camada S têm pontos isoelétricos baixos, indicando que são ricas em resíduos de aminoácidos ácidos. A porcentagem de resíduos hidrofóbicos é baixa.

Vive no rúmen das ovelhas. Produz metano por meio da redução do dióxido de carbono usando H ₂ ou formato. Não pode metabolizar acetato, metilaminas ou metanol. Apresenta um pH ótimo na faixa entre 6,5 e 8. Tem um papel importante na função ruminal e na nutrição animal.

Bastonetes Gram negativos que causam doenças

Klebsiella pneumoniae

É um dos agentes causadores da pneumonia. K. pneumoniae é um patógeno oportunista que infecta o sistema respiratório de humanos e animais. Não é móvel. É um bastão Gram negativo que produz uma cápsula preponderante, que o protege contra a fagocitose.

Pseudomonas aeruginosa

É um bastão Gram negativo. Produz doenças como infecções do trato urinário e ouvido. Coloniza feridas e queimaduras na pele. Sob certas condições, ele produz um biofilme polissacarídeo para estabelecer uma comunidade bacteriana e protegê-la do sistema imunológico.

Haemophilus

São pequenos bastonetes Gram negativos e às vezes pleomórficos. Existem várias espécies associadas a doenças em humanos, como H. influenzae (pneumonia), H. aegyptius (conjuntivite), H. ducrey (cancróide) e H. parainfluenzae (bacteremia e endocardite).

Legionella

São bastonetes Gram negativos finos e pleomórficos. Eles são parasitas intracelulares. Eles se multiplicam em macrófagos alveolares. Produz pneumonia e infecções esporádicas, epidêmicas e nosocomiais. Legionella pneumophila é responsável por epidemias.

Salmonella

Eles são bastonetes Gram-negativos aneróbios facultativos. Eles podem colonizar vários animais, incluindo mamíferos, pássaros e répteis. A maioria das infecções ocorre após a ingestão de alimentos contaminados ou por transmissão direta pela via fecal-oral. Causa gastroenterite.

Referências

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