Bactérias e Archeas, mestres da adaptação

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As bactérias e as archeas (ou arqueas), organismos pertencentes a domínios distintos, são encontrados nos mais diversos locais do planeta Terra. Não importa se as condições são favoráveis para o seu desenvolvimento e reprodução, as suas colônias possuem artifícios para superar as condições adversas impostas pelo meio ambiente e assim se tornarem grande sucesso adaptativo de procariotos.

Domínio Bactéria

O domínio Bactéria reúne diferentes classes de organismos procariotos chamados de bactérias. As bactérias são seres vivos unicelulares, formadores ou não de colônias, que se mostram em diferentes morfologias e composições estruturais. As suas características gerais são:

Forma

Cocos (arredondada), bacilo (bastão), espirilo (fio em espiral) e vibrião (bastão curvado).

 

Formatos das bactérias
Formatos das bactérias

Componentes

Nucleóide (cromatina – DNA), plasmídio (DNA circular), ribossomo (síntese proteíca), citoplasma (interior celular), mesossoma (respiração), membrana (fosfolipídios), parede (peptídeoglicano), cápsula (proteína e carboidratos), fímbrias (locomoção e adesão), flagelo (deslocamento)

Anatomia da célula bacteriana
Anatomia da célula bacteriana

As bactérias são também classificadas quanto a sua nutrição, autotróficas e heterotróficas. As autótrofas são responsáveis pela produção do próprio material orgânico (carboidratos) e podem ser quimiossintetizantes ou fotossintetizantes. As quimiossintetizantes utilizam a energia de reações químicas de oxidação para a produção de compostos orgânicos. Já as fotossintetizantes utilizam a energia luminosa para a síntese de carboidratos. Dentre as fotossintetizantes existem as cianobactérias, as quais possuem pigmentos de clorofila A, e as sulfobactérias, as quais possuem pigmentos de bacterioclorofila e utilizam o ácido sulfídrico como reagente, e não a água.

Já as bactérias heterotróficas, por não produzirem os próprios compostos orgânicos, precisam extraí-los de outras fontes. Para isso, liberam enzimas no ambiente que são capazes de converter compostos complexos de carboidratos em formas menores e mais simples para que sejam internalizados e catabolizados nas vias metabólicas. Essas bactérias podem ser classificadas como parasitas e/ou decompositoras, participando de algumas relações interespecíficas, como:

Comensalismo: uma das espécies é beneficiada em termos alimentares e a outra não é prejudicada nem favorecida.

Mutualismo: as duas espécies são beneficiadas, em termos alimentares, e essa interação é indispensável para a sobrevivência de ambas.

Amensalismo: uma das espécies impede ou inibe o crescimento/desenvolvimento da outra espécie.

Metabolismo Energético – Catabolismo

A bactérias possuem a capacidade de catabolizar matéria orgânica e liberar energia através de duas formas, aeróbica e anaeróbica.

A forma aeróbica é conhecida como respiração celular e envolve três vias, a glicólise , o ciclo dos citratos e a cadeia fosforilativa. Um passo essencial para a respiração celular é a utilização de oxigênio como aceptor ou recebedor final de elétrons, na fosforilação oxidativa.

A forma anaeróbica é conhecida como fermentação e pode envolver diferentes vias fermentativas, como lática, alcoólica ou acética, sendo os aceptores finais de elétrons outros elementos químicos, como o nitrato e enxofre.

Segue abaixo as reações de respiração e fermentação celular, respectivamente.

    \begin{flalign*} &6CO_2+12H_2O+luz\rightarrow C_6H_{12}O_6+6O_2+6H_2O&\\ &C_6H_{12}O_6\rightarrow 2CO_2+2C_2H_5OH+energia&\\ \end{flalign*}

Reprodução

Em geral, as bactérias se reproduzem de forma assexuada através de bipartição ou divisão binária ou ainda cissiparidade. Esses processos de reprodução também podem ser chamados de replicação, uma vez que ocorre em organismos unicelulares (células) e possui uma característica básica que é a cópia idêntica do material genético da célula “mãe”. A bipartição começa, de forma simplificada, com o aumento do volume celular, diante de estímulos provenientes de condições ambientais favoráveis, seguido de duplicação do DNA. Depois ocorre a elongação celular, para separação do conteúdo citoplasmático, e citocinese, para a divisão total das células. Mas algumas são capazes de trocar parte de seu material genético por meio de um pilus sexual, sendo considerado esse método de reprodução sexuado e conhecido como conjugação.

Estratégia de Sobrevivência

Algumas bactérias são capazes de formar esporos de acordo com as condições ambientais. Essa característica é uma estratégia de sobrevivência contra condições adversas, como falta de água ou temperatura inadequada. Essa estratégia, unida com a capacidade de troca de material genético por meio de conjugação, mostra um pouco da maestria que esses unicelulares possuem de se adaptarem.

Importância das Bactérias

Bactérias são mais facilmente associadas a agentes causadores de doenças (patógenos) e trazem junto ao seu nome grande alarde. Mas, elas também são de grande importância para a indústria e para o meio ambiente ou sistema ecológico. Algumas bactérias capazes de realizar fermentação podem ser utilizadas na indústria de etanol, por exemplo. Outras podem ser utilizadas na indústria de antibióticos ou mesmo para a produção de enzimas de restrição para utilização de engenharia genética. No meio ambiente elas são poderosos agentes decompositores e produtores de matéria orgânica. Ademais, muitas delas possuem papel importante no ciclo do nitrogênio, como fixação, nitrificação e desnitrificação.

Como agentes patogênicos, elas possuem diversas formas de infecção e podem causar grande quantidade de doenças, como descrito na pequena amostra abaixo:

Bactérias e doenças relacionadas
Bactérias e doenças relacionadas

Archeas

Achea é outro exemplo de procarionte unicelular. Anteriormente, era classificada como arqueobactéria, mas hoje constitui um outro domínio. A principal diferença é que na sua constituição estrutural não há peptidioglicano e, embora seja procarionte, possui maior semelhança genética com o domínio dos eucariontes, quando comparado com as bactérias. O domínio Archea possui três grandes grupos, Halófitas, capazes de sobreviver em locais com altas concentrações salinas, Termoacidófilas, que suportam baixos níveis de pH e altas temperaturas, e Metanogênicas, que são capazes de geração de energia através de quimiossíntese, produzindo matéria orgânica e gás metano.

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