As esporos bacterianos são estruturas celulares procarióticas de resistência produzidas por bactérias para resistir e sobreviver em condições ambientais desfavoráveis. Uma vez que as condições ambientais são favoráveis, elas dão origem a um novo indivíduo.
A síntese de esporos bacterianos ocorre por meio de um processo denominado esporulação. A esporulação é estimulada pela escassez de nutrientes (fontes de carbono e nitrogênio) no ambiente em que habitam alguns tipos de bactérias.
Em todos os ecossistemas da biosfera, encontramos muitas espécies diferentes de bactérias, a maioria das quais produz esporos. Bactérias são organismos procarióticos, ou seja, caracterizam-se por serem unicelulares microscópicos, sem organelas membranosas internas e possuindo parede celular, entre outras coisas..
Nosso conhecimento geral sobre as bactérias é que elas são os agentes causadores de muitas doenças (agentes etiológicos), uma vez que são capazes de se proliferar em outros organismos vivos, causando infecções e desestabilizando o funcionamento de seu sistema fisiológico..
Portanto, muitos dos protocolos de esterilização das indústrias humanas, principalmente farmacêutica, agrícola e alimentícia, se concentram em reduzir, controlar e exterminar esses microrganismos e seus esporos da superfície dos produtos comercializados nos diferentes mercados.
Índice do artigo
Os esporos bacterianos são estruturas extremamente resistentes, projetadas para suportar diferentes tipos de “estresse” ambiental, como altas temperaturas, desidratação, radiação solar ou a presença de diferentes compostos químicos..
Os esporos bacterianos são tipicamente envolvidos por 6 camadas diferentes; embora possam variar dependendo da espécie de bactéria. Essas 6 camadas são:
Dentro de cada esporo bacteriano estão todos os componentes essenciais para formar um indivíduo semelhante (senão idêntico) ao que o originou. Esses elementos incluem:
Os esporos são considerados uma forma de reprodução assexuada, já que muitas vezes as condições se tornam desfavoráveis devido ao crescimento excessivo da população e as bactérias que percebem o estímulo da escassez de recursos iniciam a esporulação..
É importante entender que todos os esporos bacterianos dão origem a indivíduos geneticamente idênticos ao que os originou, portanto considerá-los uma forma de reprodução assexuada é perfeitamente válida..
Na parte mais interna dos esporos bacterianos está o protoplasto, também conhecido como "núcleo do esporo" ou "célula germinativa".
A estrutura externa do esporo é desenhada com a função primária de proteger o protoplasto, que contém o citoplasma, moléculas de DNA e RNA, proteínas, enzimas, cofatores, íons, açúcares, etc., que são necessários para a manutenção metabólica da bactéria.
A primeira camada que envolve o protoplasto é a membrana celular, composta por lipídios e proteínas. Possui diversas estruturas especializadas na interação com as coberturas mais externas, de forma a perceber os estímulos do ambiente por elas recebidos..
Tanto a parede celular interna quanto a externa, que são as camadas que precedem a membrana celular, têm a estrutura típica da parede celular bacteriana: são compostas principalmente do heteropolissacarídeo denominado peptidoglicano (N-acetil glucosamina e ácido N-acetil murâmico).
Cobrindo as paredes que acabamos de mencionar está o córtex, que é composto de grandes cadeias de peptidoglicano (45-60% de resíduos de ácido murâmico).
No córtex estão as camadas interna e externa de esporos bacterianos, formados por proteínas com funções especializadas para desativar enzimas e agentes químicos tóxicos que podem danificar o esporo. Duas das enzimas mais abundantes nesta camada são superóxido dismutase e catalase..
O Exosporium (que não é produzido por todas as espécies) é composto por proteínas e glicoproteínas que bloqueiam o acesso de grandes proteínas como os anticorpos, por exemplo. Acredita-se que essa camada seja encontrada em bactérias que dependem de um caráter patogênico para sobreviver..
A formação de esporos começa quando as células bacterianas ativam a via genética que controla as funções de esporulação. Esses genes são ativados por proteínas e fatores de transcrição que detectam mudanças ambientais (ou a transição de "favorável" para "adverso")..
O modelo clássico usado para estudar a formação de um esporo bacteriano é o observado em Bacillus subtilis, que é subdividido em 7 etapas. No entanto, a formação de esporos em cada espécie bacteriana tem suas peculiaridades e pode envolver mais ou menos etapas.
Os estágios da esporulação podem ser facilmente avaliados, com a ajuda de um microscópio e observando o crescimento das células em ambientes com deficiência de nutrientes. Podemos descrever esses estágios aproximadamente da seguinte forma:
A célula aumenta seu volume citosólico pelo menos três vezes em um período relativamente curto.
Concomitante ao aumento do volume citosólico, o genoma da bactéria é duplicado por mitose. No final da mitose, o genoma “materno” se alinha em direção a um dos pólos da célula, enquanto o “filho” ou genoma resultante se alinha em direção ao pólo oposto..
A membrana celular começa a se contrair muito perto do pólo onde está localizado o genoma “filho” produzido durante a mitose. Essa contração acaba isolando o genoma resultante do restante do citosol da célula..
O segmento formado pela membrana celular contraída é reforçado por outra porção da membrana celular, formando uma membrana dupla e dando origem a um esporo imaturo conhecido como "forespora".
A célula bacteriana aumenta a produção de resíduos de ácido murâmico. Estes são direcionados para a superfície que recobre a forespora, gerando uma camada adicional de proteção. Uma vez concluída a formação dessa camada, a forespora é chamada de exospora.
Os aumentos na produção de ácido murâmico também são orientados para formar duas camadas de uma composição de peptidoglicano semelhante à da parede celular bacteriana. Essas duas camadas formarão a cobertura interna e externa do exosporo e o transformarão em um endosporo..
A última etapa da esporulação ou formação de esporos é a liberação. A parede celular, membrana e todos os revestimentos da célula "mãe" são lisados e liberam o endosporo maduro no ambiente..
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